Инд. авторы:	Бортникова С.Б., Силантьева Н.В., Запольский А.Н., Юркевич Н.В., Саева О.П., Шевко А.Я., Шуваева О.В., Еделев А.В.
Заглавие:	Оценка кислотообразующего/кислотонейтрализующего потенциалов отвальных пород и подвижности потенциально токсичных элементов раздолинского рудного узла (красноярский край)
Библ. ссылка:	Бортникова С.Б., Силантьева Н.В., Запольский А.Н., Юркевич Н.В., Саева О.П., Шевко А.Я., Шуваева О.В., Еделев А.В. Оценка кислотообразующего/кислотонейтрализующего потенциалов отвальных пород и подвижности потенциально токсичных элементов раздолинского рудного узла (красноярский край) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2018. - Т.329. - № 12. - С.55-72. - ISSN 2500-1019. - EISSN 2413-1830.
Внешние системы:	DOI: 10.18799/24131830/2018/12/20; РИНЦ: 36674793; SCOPUS: 2-s2.0-85061743930; WoS: 000467364500005;
Реферат:	eng: The relevance of the work is dictated by the need to remove potentially toxic metals and metalloids into the environment from dumps and tailings. The aim of the research is to develop an integrated method for predicting the composition of drainage flows from dump rocks, determining acid and neutralization potentials, taking into account mineral forms - sources of toxic elements in drainage flows for Razdolinsky ore field. Methods. Chemical composition of waste rocks and forming wastewaters was determined by X-ray diffraction, ICP-AES, potentiometry and classical analytical methods. Effluent acidity was predicted by calculating the acid and neutralization potentials. The neutralization potential of the substance of dumps and tailings was additionally determined according to the Sobek method to increase the reliability of assessment of acidic effluent occurrence. A peroxide experiment was carried out to assess the effluent composition at oxidation of dump rocks and destruction of mineral matrix. Results. This article presents the results of the potential danger assessment for mine waste rocks formed during the development of the Razdolinsky gold ore deposit. The calculation of the acid and neutralization potentials ratio showed that wastewater from dumps will be neutral or weakly alkaline during the interaction of seasonal flows with the rocks. The main reason is in high content of carbonates and low amounts of sulfides. The resulting solutions also remained neutral or subalkaline in a peroxide experiment that simulates the longterm processes. The concentrations of metals in the effluent will be at a safe level - below the MPC. Flowever, concentrations of anionic elements As, Sb, and V in the effluent exceed the normalization indices, which indicates that they remain mobile in both acidic and alkaline conditions. The results of the study allowed us to make a recommendation to control the level of toxic elements in the effluents. rus: Актуальность работы продиктована выносом потенциально токсичных металлов и металлоидов в окружающую среду из отвальных пород и хвостохранилищ. Цепь работы: создание комплексной методики прогнозной оценки состава дренажных потоков из отвальных пород, определение кислотопродуцирующего и кислотонейтрализующего потенциалов вещества с учётом минеральных форм - источников токсичных элементов в дренажных потоках на примере Раздолинского рудного узла. Методы. Химический состав отвальных пород и формирующихся стоков определяли методами РФА, ИСП-АЭС, потенциометрии и классической аналитической химии. Прогноз кислотности стоков осуществлялся расчётом кислотонейтрализующего и кислотопродуцирующего потенциалов. Для повышения достоверности оценки появления кислых стоков дополнительно был определен нейтрализующий потенциал вещества отвалов и хвостохранилищ по методу Собека. Пероксидный эксперимент был проведён для оценки состава стоков при окислении отвальных пород и разрушении минеральной матрицы. Результаты. Представлены результаты исследования потенциальной опасности стоков из складированных отвальных пород, образующихся при разработке золоторудных месторождений Раздолинского рудного узла. Оценка соотношения кислотопродуцирующего и кислотонейтрализующего потенциалов показала, что стоки из отвалов при взаимодействии сезонных потоков с веществом пород будут нейтральными-слабощелочными вследствие высокого содержания карбонатов и низкого количества сульфидов. В пероксидном эксперименте, моделирующем развитие процессов на отдалённую перспективу, среда большинства растворов также осталась нейтральной-субщелочной. Концентрации металлов в стоках будут на безопасном уровне - ниже ПДКР„. Однако в воде стоков определены превышения над нормировочными показателями для анионогенных элементов: As, Sb, V, которые остаются подвижными как в кислой, так и в щелочной среде. По результатам исследований даны рекомендации для контроля токсичных элементов в стоках.
Ключевые слова:	Effluent; Arsenic; Acidity prediction; Acid neutralization potential; acid neutralization potential; acidity prediction; arsenic; metals; effluent; Mine waste rock; кислотонейтрализующий потенциал; прогноз кислотности; мышьяк; металлы; дренажный поток; отвальные породы; Mine waste rock; Metals;
Издано:	2018
Физ. характеристика:	с.55-72
Цитирование:	1. Lottermoser B.G. Mine wastes (second edition): Characterization, treatment, environmental impacts. - New York: Springer Berlin Heidelberg, 2007. - 304 p. 2. Mine Drainage Generation and Control Options / X. Wei, C.M. Rodak, S. Zhang, Y. Han, F.A. Wolfe // Water Environment Research. - 2016. - V. 88. - № 10. - P. 1409 - 1432. 3. Mine Drainage: Research and Development / X. Wei, S. Zhang, Y. Han, F.A. Wolfe // Water Environment Research. - 2017. - V. 89. - № 10. - P. 1384 - 1402. 4. Kefeni K., Msagati T.A.M., Mamba B.B. Acid mine drainage: Prevention, treatment options, and resource recovery: a review // Journal of Cleaner Production. - 2017. - V. 151. - P. 475 - 493. 5. Nordstrom D.K., Blowes D.W., Ptacek C.J. Hydrogeochemistry and microbiology of mine drainage: an update // Applied Geochemistry. - 2015. - V. 57. - P. 3 - 16. 6. Distribution and migration of heavy metals in soil and crops affected by acid mine drainage: Public health implications in Guangdong Province, China / J. Liao, Z. Wen, X. Ru, J. Chen, H. Wu, C. Wei // Ecotoxicology and environmental safety. - 2016. - V. 124. - P. 460 - 469. 7. Cumulative impacts of dissolved ionic metals on the chemical characteristics of river water affected by alkaline mine drainage from the Kuala Lipis gold mine, Pahang, Malaysia / A.F. Abu Bakar, I. Yusoff, T.F. Ng, M.A. Ashraf // Chemistry and Ecology. - 2015. - V. 31. - № 1, - P. 22 - 33. 8. Saglam E.S., Akcay M. Chemical and mineralogical changes of waste and tailings from the Murgul Cu deposit (Artvin, NE Turkey): implications for occurrence of acid mine drainage // Environmental Science and Pollution Research. - 2016. - V. 23. - № 7. - P. 6584 - 6607. 9. Tiwari A.K., Singh P.K., Mahato M.K. Assessment of metal contamination in the mine water of the West Bokaro Coalfield, India // Mine Water and the Environment. - 2017. - V. 36. - № 4. - P. 532 - 541. 10. Mobility and fate of Thallium and other potentially harmful elements in drainage waters from a decommissioned Zn-Pb mine (North - Eastern Italian Alps) / E. Pavoni, S. Covelli, G. Adami, E. Baracchini, R. Cattelan, M. Crosera, E. Petranich // Journal of Geochemical Exploration. - 2018. - V. 188. - P. 1-10. 11. Корнеева T.B., Юркевич H.B., Аминов П.Г. Геохимические особенности миграционных потоков в зоне влияния горнопромышленного техногенеза (г. Медногорск) // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. - 2017. - Т. 328. - № 2. - С. 85 - 94. 12. There is gold in the hills: predicting potential acid mine drainage events through the use of chemometrics / D. Cozzolino, S. Chandra, J. Roberts, A. Power, P. Rajapaksha, N. Ball, J. Chapman // Science of The Total Environment. - 2018. - V. 619. - P.1464 - 1472. 13. Assessment and sources of heavy metals in surface sediments of Miyun Reservoir, Beijing / X. Zhu, H. Ji, Y. Chen, M. Qiao, L. Tang // Environmental Monitoring and Assessment. - 2013. - V. 185. - № 7. - P. 6049 - 6062. 14. Hydrological modeling of a watershed affected by acid mine drainage (Odiel River, SW Spain). Assessment of the pollutant contributing areas / L. Galvan, M. Olias, C.R. Canovas, A.M. Sarmiento, J.M. Nieto // Journal of Hydrology. - 2016. - V. 540. - P. 196 - 206. 15. A review of soil heavy metal pollution from mines in China: Pollution and health risk assessment / Z. Li, Z. Ma, T.J. van der Ku - ijp, Z.W. Yuan, L. Huang // Science of the Total Environment. - 2014. - V. 468. - P. 843 - 853. 16. Биогеохимический мониторинг в районах хвостохранилищ горнодобывающих предприятий с учетом микробиологических факторов трансформации минеральных компонентов / Рихванов Л.П., Абросимова Н.А., Барановская Н.В. и др. - Новосибирск: Изд-во СО РАН, 2017. - 438 с. 17. Еделев А.В. Прогнозная оценка состава дренажных вод, взаимодействующих с сульфидсодержащим веществом // Геология и геофизика. - 2013. - Т. 54. - № 1. - С. 144 - 157. 18. Бортникова С.Б., Гаськова О.Л., Присекина Н.А. Геохимическая оценка потенциальной опасности отвальных пород Веду - гинского месторождения // Геохимия. - 2010. - № 3. - С. 58 - 73. 19. Assessment of the acid mine drainage potential of waste rocks at the Ak-Sug porphyry Cu-Mo deposit / N. Abrosimova, O. Gaskova, A. Loshkareva, A. Edelev, S. Bortnikova // Journal of Geochemical Exploration. - 2015. - V. 157. - P. 1 - 14. 20. Pashkevich М., Petrova T.A. Technogenic impact of sulphide - containing wastes produced by ore mining and processing at the Ozernoe deposit: investigation and forecast // Journal of Ecological Engineering. - 2017. - V. 18. - № 6. - P. 127 - 133. 21. Development of a modified kinetic test using EDTA and citric acid for the prediction of contaminated neutral drainage / M.L. Michaud, B. Plante, B. Bussiere, M. Benzaazoua, J. Leroux // Journal of Geochemical Exploration. - 2017. - V. 181. - P. 58 - 68. 22. Dold B. Acid rock drainage prediction: a critical review // Journal of Geochemical Exploration. - 2017. - V. 172. - P. 120 - 132. 23. US EPA (Environmental Protection Agency) Technical Document of Acid Mine Drainage Prediction. - Washington: Office of Solid Waste, Special Waste Branch, 1994. - 48 p. 24. Field and Laboratory Methods Applicable to Overburden and Mine Soils. Report 600/2 - 78 - 054 / A.A. Sobek, W.A. Schuller, J.R. Freeman, R.M. Smith. - Washington: US EPA, 1978. - 204 p. 25. Paktunc A.D. Mineralogical constraints on the determination of neutralization potential and prediction of acid mine drainage // Environmental Geology. - 1999. - V. 39. - Iss. 2. - P. 103 - 112. 26. Ritcey G.M. Tailings management in gold plants // Hydrometallurgy. - 2005. - V. 78. - № 1 - 2. - P. 3 - 20. 27. Lengke M.F., Davis A., Bucknam C. Improving management of potentially acid generating waste rock // Mine Water and Environment. - 2010. - V. 29. - № 1. - P. 29 - 44. 28. ARD Test Handbook. AMIRA P387A Prediction and Kinetic Control of Acid Mine Drainage / R. Smart, B. Skinner, G. Levay, A. Gerson, J. Thomas, H. Sobieraj, R. Schumann, C. Weisener, P. Weber, S. Miller, W. Stewart. - Melbourne: AMIRA International, 2002. - 42 p. 29. Сердюк С.С., Кириленко В.А. Геология и перспективы золотоносности южной части Южно - Енисейского рудного района // Journal of Siberian Federal University. Engineering & Technologies. - 2013, - V. 8. - P. 968 - 994. 30. ГОСТ 41 - 08 - 272 - 04. Управление качеством аналитической работы. Методы геологического контроля качества аналитических работ. - М.: ФГУП ВИМС, 2005. - 30 с. 31. Сера. Метод III категории. Химические методы. Инструкции № 1-Х, 2-Х, 3-Х. - М., 1986. - 12 с. 32. Книпович Ю.Н., Морачевский Ю.В. Анализ минерального сырья. - Л.: Госхимиздат, 1955. - 105 с. 33. Титриметрическое определение диоксида углерода. Методика Ш категории. Научный совет по аналитическим методикам. Химические методы. Инструкция № 230 - Х. - М., 1986. - 9 с. 34. ПНД Ф 14.2.99 - 97 Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации гидрокарбонатов в пробах природных вод титриметрическим методом. - М.: ГУАК, 1997. - 20 с. 35. ГОСТ 4389 - 72. Вода питьевая. Методы определения содержания сульфатов. - М.: Изд-во стандартов, 1974. - 9 с. 36. (ПНДФ 14.1:2:4.3 - 95) Количественный химический анализ вод. Методика измерений массовой концентрации анионных поверхностно - активных веществ в питьевых, поверхностных и сточных водах экстракционно-фотометрическим методом. - М.: ФБУ «ФЦАО», 1995. - 16 с. 37. РД 52.24.361-2008 Массовая концентрация хлоридов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом. - Ростов-на-Дону: Росгидромет, 2008. - 26 с. 38. РД 52.24.367-2010 Массовая концентрация нитратов в водах. Методика выполнения измерений потенциометрическим методом с ионселективным электродом. - Ростов-на-Дону: Росгидромет, 2010. - 25 с. 39. РД 52.24.394-2012 Массовая концентрация аммонийного азота в водах. Методика измерений потенциометрическим методом с ионселективными электродами. Ростов-на-Дону: Росгидромет, 2012. - 26 с. 40. Гигиенические нормативы ГН 2.1.5.1315-03. Предельно допустимые концентрации (ПДК) химических веществ в воде водных объектов хозяйственно - питьевого и культурно - бытового водопользования. - М.: Минюст РФ, 2003. - 468 с. 41. Виноградов А.П. Среднее содержание химических элементов в главных типах изверженных горных пород земной коры // Геохимия. - 1962. - № 7. - С. 555 - 571. 42. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора, её состав и эволюция / пер. с англ. Р.Н. Соболева, Л.T. Соболевой. - М.: Мир, 1988. - 384 с. 43. Geochemical processes and mobilization of toxic metals and metalloids in an As - rich base metal waste pile in Zimapan, Central Mexico / M.A. Armienta, G. Villasenor, O. Cruz, N. Ceniceros, A. Aguayo, O. Morton // Applied Geochemistry. - 2012. - V. 27. - № 11. - P. 2225 - 2237. 44. Bortnikova S., Bessonova E., Gaskova O. Geochemistry of arsenic and metals in stored tailings of a Co-Ni arsenide - ore, Khovu-Aksy area, Russia // Applied Geochemistry. - 2012. - V. 27. - № 11. - P. 2238 - 2250. 45. Geochemical and mineralogical aspects of sulfide mine tailings / M.B.J. Lindsay, M.C. Moncur, J.G. Bain, J.L. Jambor, C.J. Ptacek, D.W. Blowes // Applied Geochemistry. - 2015. - V. 57. - P. 157 - 177.