CC BY
2РАЗДЕЛ 2. ТРАНСФОРМАЦИЯ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ
Оригинальная научная (исследовательская) статья УДК 504.75+691.4; 504.4.54 https://doi.org/10.17072/2410-8553-2024-1-24-36
0 жизнепригодности складированных отходов переработки сульфидных руд на ранних стадиях
почвообразования
Валентина Сергеевна Артамонова1, Светлана Борисовна Бортниикова2
1 Институт почвоведения и агрохимии СО РАН, Новосибирск, Россия
2 Институт нефтегазовой геологии и геодезии им. А.А. Трофимука, Новосибирск, Россия
1 [email protected]. [email protected]
Аннотация. В статье рассматривается жизнепригодность техногенных отходов многолетних хвостохрани-лищ и насыпных отходов обогащения золотосодержащих руд на ранних стадиях почвообразования для овса посевного и азотфиксирующих микроорганизмов, с целью обоснования использования их в экологически безопасной консервации поверхности. Установлено, что в почвоподобных средах присутствуют многие металлы и металлоиды в подвижной форме, образуя вторичные сульфаты, основной из которых гипс. Представлены новые данные о транслокации химических элементов в корнях и ростках овса посевного, о развитии в техногенных условиях колонизирующих фото- и гетеротрофных микроорганизмов. Сообщается, что наиболее жизнепригод-ной для растений и микроорганизмов оказались среды обитания с веществом отходов при нейтральных значениях кислотности, сухой вес проростков в этих пробах был существенно выше, чем на фоне кислых. С помощью электронной микроскопии установлены факты фоссилизации жизнедеятельных цианобактерий и водорослей. Полученная информация может быть использована при характеристике первичного почвообразования и современных механизмов биогенного концентрирования металлов в условиях техногенеза, учтена при обосновании и разработке природоподобных технологий экологически безопасной консервации сульфидсодержащих отходов агломерации руд.
Ключевые слова: техногенные отходы, почвообразование, рекультивация, растения, микроорганизмы Благодарности: Работа выполнена в рамках государственной темы ИПА СО РАН (FWGR-2021-0005, проект 121.031.700.316-9) и ИНГГ СО РАН (FWZZ-2022-0028) по бюджетному финансированию Министерства науки и образования Российской Федерации.
Для цитирования: Артамонова В.С., Бортникова С.Б. О жизнепригодности складированных отходов переработки сульфидных руд на ранних стадиях почвообразования // Антропогенная трансформация природной среды. 2024. Т. 10. № 1. С. 24-36. https://doi.org/10.17072/2410-8553-2024-1-24-36
SECTION 2. POLLUTION
Original paper
On the viability of stored waste from processing sulfide ores during the early stages of soil formation
Valentina Sergeevna Artamonova1, Svetlana Borisovna Bortnikova2
1 Institute of Soil Science and Agrochemistry SB RAS, Novosibirsk, Russia
2 Trofimuk Institute of Petroleum Geology and Geodesy, Novosibirsk, Russia
1 [email protected], [email protected]
Abstract. The article considers the viability of man-made waste from long-term tailings and bulk waste from the enrichment of gold-bearing ores in the early stages of soil formation for oats and nitrogen-fixing microorganisms, in order to justify their use in environmentally safe surface conservation. It has been established that many metals and metalloids are present in mobile form in soil-like environments, forming secondary sulfates, the main of which is gypsum. New data on the translocation of chemical elements in the roots and sprouts of oats, on the development of colonizing photo- and heterotrophic microorganisms in technogenic conditions are presented. It is reported that habitats with waste matter turned out to be the most viable for plants and microorganisms at neutral acidity values, the dry weight of seedlings in these samples was significantly higher than against the background of acidic ones. The facts of fossilization of vital cyanobac-teria and algae have been established using electron microscopy. The information obtained can be used to characterize
© Артамонова B.C., Бортникова С.Б., 2024 IM^^HI
primary soil formation and modern mechanisms of biogenic concentration of metals in conditions of technogenesis, taken into account in the justification and development of nature-like technologies for the environmentally safe conservation of sulfide-containing waste from ore agglomeration.
Keywords: man-made waste, soil formation, reclamation, plants, microorganisms
Acknowledgements: The work was carried out within the framework of the state IPA SB RAS and IPGG SB RAS (FWZZ-2022-0028) on budget financing of the Ministry of Science and Education of the Russian Federation.
For citation: Artamonova, V., Bortnikova, S., 2024. On the viability of stored waste from processing sulfide ores during the early stages of soil formation // Anthropogenic Transformation of Nature. 10(1). pp. 24-36. https://doi.org/10.17072/2410-8553-2024-1-24-36 (in Russian)
Введение
Насыпные отвалы и осушенные хвостохранилища сульфидных отходов обогащения полиметаллических золотосодержащих руд присутствуют на территории рудных полей Кемеровской области с прошлого века. Колонизирующая высшая растительность представлена на их поверхности единичными видами, что не препятствует транзиту с воздушными и водными потоками мелкодисперсных фракций отходов, содержащих потенциально токсичные элементы в составе вторичных соединений, а также ценные компоненты, в частности - благородные металлы.
Доказано, что в отходах обогащения золотосодержащих полиметаллических руд интенсивное окисление техногенного вещества на открытом воздухе обусловливает переход структурных и поверхностно-связанных микро- и ультрадисперсных фракций металлов в водорастворимые и ионообменные формы - до 17% [11]. Они наиболее уязвимы в период проявления водной и ветровой эрозии, по окончанию которой обнажёнными оказываются горизонты, находящиеся до этого в захороненном виде где, например, золото, находилось большей частью в виде интерметаллида систем Au-Cu, Au-Ag, Au-Ag-Cu, в составе сульфоар-сенидов, теллуридов, антимонидов, висмутидов, суль-фосолей [4]. В тиосульфатных, гиросульфидных и гид-роксокомплексах благородных металл обеспечивает формирование высокопробных золотин, вплоть до 973%о. Помимо этого, регистрируется вторичное образование минералов, содержащих Au, Fe, Pb, ^ и новообразование Ag [23]. В аэробных условиях они окисляются, образуя растворимые формы золота и других си-дерофильных металлов, которые подвергаются поверхностному сносу и частичному перемещению в толщу отвалов.
В настоящее время спрос на промышленное извлечение мелкозернистых фракций золота (размером < 1 -2 мм) из техногенных отходов растёт, поскольку в стране ежегодно снижаются запасы золотосодержащего минерального сырья [22]. Техногенные отходы рассматриваются как основной сырьевой ресурс благородного металла после коренных руд и россыпных месторождений. В 2010 г. ресурсный потенциал золота техногенных отходов оценивался в 50-60% добытого в России [14]. В этой связи, сохранение отходов переработки золотосодержащих руд требует разработки технологий их экологической консервации. Создание задернованных участков на техногенных отходах предписывается нормативными требованиями для земель консервационного направления рекультивации [7]. Использование природоподобных технологий зелёной рекультивации, в том числе задернения, предполагает снижение миграции металлов с водными и ветровыми
потоками. Задернение - один из видов рекультивации ландшафта, он обеспечивает создание почвопокров-ных травяных ценозов на спланированной поверхности нарушенных (оголенных) земель, отвалов, выполо-женных и стеррассированных откосов.
Медленные темпы естественного фитозаселения поверхности хранилищ происходят в основном по причине присутствия в техногенном веществе водорастворимых форм тяжёлых металлов, в том числе Си, 2п, РЬ, а также вторичных минералов, преимущественно сульфата кальция [23]. В настоящее время запасы серы в районах хвостохранилищ горнодобывающих предприятий Сибири промышленно значимы (около 1/3 сульфатной серы добывается микробиологическим способом) [15]. Следовательно, для экологической консервации насыпных отвалов и хвостохранилищ априори могут быть пригодными почвопокровные растения, не требовательные к почвенному плодородию, толерантными к кислотности, экотоксикантам и гипсу.
Таким требованиям отчасти соответствует овёс посевной. Ему присуще развитие мощной мочковатой корневой системы, преимущественно в верхнем слое (до 80-90%). Корни овса проникают на глубину 7080 см, а в период формирования зерна - до 2 м. Корневая система растения представляет собой разветвлённую нитеобразную массу общей протяжённостью до 47 м. Известно, что формирование узловых корней овса посевного начинается через 7-10 дней после появления всходов. Даже после засушливой весны, при наличии в июне дождей, растения способны в летний период продолжать куститься, образовывать узловые корни. Помимо этого, для овса характерна способность к самоопылению (перекрёстное опыление не превышает 2%), что обеспечивает пространственное расселение овса. В сельскохозяйственной практике Нечернозёмной зоны овёс высевают в качестве первой культуры на вновь освоенных землях -раскорчёвках, осушенных болотах, торфяниках, после вырубок, а также применяют для сидерации малоплодородных почв. Возможности использования овса для ускорения почвообразования на техногенных отходах и для их консервации изучены недостаточно. В этой связи, была поставлена цель - исследовать пригодность олиготрофной почвоподобной среды обитания в поверхностной толще техногенных отходов для проростков овса посевного, а также для фото- и гетеротрофных азотфиксирующих бактерий, обеспечивающих пополнение необходимого биогенного азота, особенно востребованного на начальных стадиях роста овса.
Материалы и методы исследования
Объекты. Исследование проводилось с веществом разновозрастных хвостохранилищ обогащения руд
(Талмовские Пески, Дюков лог) и насыпных отвалов (Белоключевской, Урской, Берикульский) (рис. 1 / fig. 1). Расположены техногенные объекты в пределах Кемеровской области [3]. Выбор проб осуществлялся с учётом разнообразия их минералого-геохимической характеристики.
Хвостохранилища отходов переработки руд Са-лаирского рудного поля.
1. Талмовские Пески - первое хвостохранилище Салаирского ГОКа. Переработка руд производилась на Золотоизвлекательной фабрике методами гравитации,
цианирования и флотации с 1932 по 1942 гг. В настоящее время хвостохранилище представляет собой ленту техногенных песков шириной ~ 30 м протяжённостью ~ 7 км, находящуюся вблизи реки Малая Талмовая. Мощность песков не превышает 3 м. Масса техногенного образования соответствует ~1 млн. т. Содержание сульфидов (пирит, сфалерит, галенит) не превышает 6 - 7 %, карбонатов (кальцит, доломит) - около 10 %. Пробы взяты с поверхностной толщи (0-20 см) на участках с веществом разной кислотности: (точки 1 и 2 соответственно).
Рис. 1. Географическое положение объектов исследования и внешний вид: а - Талмовские Пески; б - Урской отвал кварц-баритовой сыпучки; в - Урской отвал кварц-пиритовой сыпучки; г - Белоключевской
отвал; д - Берикульский отвал Fig. 1. Geographical position of study objects and total overview: a - Talmovskye Sands; b - Ursk dump, quartz-barite sands; c - Ursk dump, quartz-pyrite sands; d - Belocluch dump; e - Berikul dump
2. Хвостохранилище Дюков лог вмещает отходы обогащения и переработки руды на Золотообогати-тельной фабрике из зоны окисления месторождений, состоит из сильноизменённых пород и минералов. Оно заполнялось в 1967-1975 гг. Масса отходов достигает 1.5 млн. т. Сульфидным минералам принадлежит
около 5 %, в них лидирует пирит, за ним следует галенит и сфалерит, реже встречается халькопирит. Доля карбонатов составляет 2-3 %. Пробы для экспериментов отобраны с верхних горизонтов хвостохранилища, характеризующихся различающимся составом, кислотностью и степенью окисленности - точки (т. 3, 4, 5).
Насыпные отвалы на территории Урского рудного
поля.
1. Белоключевской отвал сформирован в 30-40-х гг. прошлого века из отходов цианирования руд из зоны окисления одноимённого месторождения, расположен в пос. Урск. Масса отходов достигает 400 тыс. т. Характерной особенностью отвала является переслаивание контрастных по составу горизонтов кварц-баритовой и кварц-пиритовой сыпучек. В первой сыпу-чке содержание сульфидов составляет 2-4%, во второй - 25%. Доля карбонатов в том и другом случае не превышает 0.5 %. Пробы для анализа отобраны с вершины отвала (т. 6, кварц-баритовая рыжая сыпучка) и из среднего горизонта разреза (т. 7, кварц-пиритовая сы-пучка голубовато-серого цвета).
Урской отвал образован в 30-40-е гг. прошлого века, представлен отходами цианирования кварц-баритовой и кварц-пиритовой сыпучек Ново-Урского месторождения, которые складировались по отдельности в две насыпи в пойме ручья. Их высота составляет 10 -20 м. Масса отвала около 400 т. По составу насыпи аналогичны Белоключевскому отвалу. Отбор проб производился из отвала кварц-баритовой сыпучки (т. 8) и остатков второго отвала, состоящего из отходов нижней части зоны окисления - кварц-пиритовой сыпучки (т. 9).
2. Берикульский отвал расположен в пос. Комсомольск в Кузнецком Алатау, состоит из отходов цианирования сульфидного флотоконцентрата золотоиз-влекательного завода, перерабатывавшего руды Старо-Берикульского месторождения. Масса отвала 100 т. Содержание сульфидов в отходах цианирования флотоконцентрата достигало 25 %. Отбор проб производился с поверхности из закопушек гл. 20-30 см. (тт. 10, 11).
Для исследований были использован мелкозём отквартованных (квартование - разделение на навески гомогенизированной пробы) образцов, отличающихся визуально по степени окисленности техногенного вещества.
Характеристика вещества. Для определения кислотности сред обитания проводили измерения значений рН в пастах (твердое/вода = 2/1) рН/Т-метром HI 9025 C, HANNA Instruments, США. Водные вытяжки для определения концентраций подвижных форм элементов были приготовлены в соотношении твердое/вода = 1/10, в них также замерены значения рН. Микроэлементный состав вытяжек определялся методом ИСП-МС на приборе Agilent 8800 (Agilent Technologies, США).
Биологический материал. Использованы для испытаний проростки овса посевного Avena sativa L. Предпочтение овсу посевному в нашем исследовании было не случайным. Он включён в Национальный стандарт РФ, в котором овёс предложен в качестве тест-объекта для определения воздействия загрязняющих веществ на всхожесть и рост высших растений на ранних стадиях развития [8]. Овёс также присутствует в нормативном документе для снижения вредоносности отходов с целью экологической консервации [6].
Помимо этого, овёс посевной обладает большим адаптационным потенциалом, метаболической активностью в широком диапазоне реакции среды (от сред-некислой до сильнощелочной). Будучи сидератом,
овёс способен вовлекать гипс (сульфат кальция) в качестве источника питания Ca и сульфатов. В свою очередь, гипс повышает устойчивость растений к возбудителям и вредителям, помогает впитывать влагу в корнеобитаемом слое, которая требуется при прорастании семян в количестве около 60% от их веса. Сиде-ральные функции овса большие, важную роль в их реализации играет синтез авеноцина - антибиотика, способствующего защите от атаки и инфицирования мик-ромицетами [19]. Помимо этого, овёс посевной способен растворять и усваивать труднодоступные фосфаты, благодаря синтезу в процессе дыхания ряда органических кислот, которые выделяются за пределы корней. В условиях дефицита доступного фосфора они растворяют связанные формы металла. Этот механизм носит приспособительный характер. Установлена адаптация двухнедельных проростков овса посевного к росту на фоне присутствия тяжёлых металлов: Zn, Fe, Mn, Pb, Cd [12].
Транслокация металлов внутрь проростков активизирует активность пигментов фотосинтеза, флавонои-дов, каталазы и пероксидазы в условиях разных уровней загрязнения. Во взрослых растениях тяжёлые металлы обнаружены в стеблях, корнях и зерне [18]. В корнях регистрировались наибольшие количества Pb, Cd, &, в надземной части - Zn, №, Клетки
корней овса имеют устойчивую к действию алюминия плазмолемму, наряду с активным подщелачиванием среды интенсивно выделяют вещества, хелатирующие и осаждающие металл. Сульфаты обеспечивают усиленное поглощение Al на ранних этапах онтогенеза, тем самым запуская механизмы его нейтрализации [9] Отрицательное действие высокой кислотности на жизнедеятельность и продуктивность растений овса проявляется на фоне повышенной растворимости соединений алюминия, железа и марганца [17].
Всё вышеизложенное предопределило исследование пригодности вещества техногенных отходов на ранних стадиях почвообразования для проростков овса. Испытания проводили в лабораторных условиях, проанализировано 25 проростков (в 5-кратной повтор-ности), предварительно выращенных на мелкозёме в чашках Петри с учётом рекомендации о целесообразности использования не менее 100 штук [20]. Максимальную длину корней и высоту ростков овса учитывали через 7 суток [5]. Затем корни и надземную часть высушивали (по отдельности), после чего взвешивали. В сухой массе (после озоления) определяли содержание химических элементов методом ИСП-МС на масс-спектрометре NexЮN 300D (РегЫпЕ1тег, США) (ПНИЛ «Вода» ГГХ ИШПР ТпУ). Содержание химических элементов, приведенное в работе, соответствует средним арифметическим показателям, стандартные ошибки которых не превышают 5-10 %. Содержание органического углерода (в 3-х кратной по-вторности) определяли методом Тюрина в лаборатории географии и генезиса почв ИПА СО РАН общепринятым в почвоведении методом.
Присутствие жизнедеятельных гетеротрофных бактерий (азотобактера) регистрировали по фактам обрастания ими мелкозёма, размещённого на поверхности твёрдой среды Эшби согласно методу комочков, традиционному в микробиологии [10, 26]. В 5 чашек
Петри на агаризованную среду раскладывали мелкозём в количестве 50 комочков в каждую. Появление обрастаний бактерии регистрировали через 12, 24, 36, 48, 60 часов, поскольку сроки обрастания почв, приводимые в литературе, разнятся от 1 суток до 7 [20, 21]. Для сравнительной оценки заселённости (встречаемости) мелкозёма каждой пробы азотобактером определяли процент обрастания комочков [21]. Выявление жизнедеятельных и фоссилизованных цианобактерий и водорослей осуществляли с помощью световой и электронной микроскопии.
Содержание органического углерода (в 3-х кратной
В водных вытяжках содеражание сульфатов, металлов и металлоидов изменяется в широких пределах, свидетельствуя о большой разнице в концентрации подвижных форм элементов. Анализ заселённости техно-
повторности) определяли по методу Тюрина в лаборатории географии и генезиса почв ИПА СО РАН.
Результаты и обсуждение
Пробы, взятые с поверхности многолетних насыпных отвалов и хвостохранилищ отходов переработки золотосодержащих руд, содержали широкий набор химических элементов в окисленных и неокисленных субстратах. Содержание сульфатной серы, железа, мышьяка, кадмия, обнаружено в максимальном количестве в неокисленных субстратах, особенно насыпных отвалов (табл. 1. / 1эЬ1. 1)
Таблица 1
1
генных отходов азотфиксирующей гетеротрофной бактерией - Azotobacter chroоcoccum показал, что в таких условиях вегетативные клетки делятся разными темпами (рис. 2 / fig. 2)
Физико-химические показатели мелкозёма отходов переработки руд: в твердом веществе Сорг - Ssulfate в %, ^ - As в г/т; в вытяжках SO42" - Zn в мг/л, РЬ - № в мкг/л
Table
Physico-chemical parameters of fine-grained tailings from processing of ores: in solid substance Copr - Ssulfate in %, Cu - As in ppm; in water excracts SO42" - Zn, Pb - Ni in цg/l
Показа тель // Indicat or Номер пробы // Sample number
1 ТПШ1 -1 2 ТПШ4-1 3 ДЛ1-0 4 ДЛ1-1 5ДЛ2-1 6 БКЧo x 7 БКЧ nox 8УрБ ар 9УрП ир 10 Бер-1 11 Бер- 3
Твердое вещество / Solid matter
Сорг // Corg 0,46 0,69 0,74 0,37 1,44 2,44 0,6 0,43 1,40 1,91
SiO2 39,3 42,1 85,4 62,9 44,7 69,5 49,2 77,1 23,4 50,8 18,0
Fe2O3* 8,17 4,57 2,91 4,63 4,73 4,24 15,66 7,50 17,79 11,5 31,1
CaO 1,49 4,57 0,22 2,43 9,19 0,12 0,14 0,12 0,05 5,27 5,42
Ssulfate 9,1 5,26 1,49 3,47 9,19 7,7 7,4 1,35 16,2 1,42 10,0
Cu 220 480 370 73 460 79 770 270 620 42 750
Zn 680 7600 650 270 8400 62 110 110 320 150 330
Pb 3300 2400 2000 470 4500 1500 2000 1800 3100 370 4300
Cd 1,1 30 2,0 0,71 33 0,19 0,42 0,15 1,2 0,45 0,48
As 180 94 120 270 440 370 630 390 380 5600 8100
Водные вытяжки / Water extracts
рН 3,26 7,66 7,06 3,16 7,37 2,95 2,82 3,56 2,83 4,76 4,51
SO42- 620 46 6,9 720 7,5 7400 1900 170 1300 110 4600
Mg 9,8 8,3 0,40 9,3 0,91 9,5 2,5 9,7 1,5 4,3 49
Fe 9,5 0,078 0,23 0,56 0,47 3000 520 0,7 480 11 1500
Al 13 0,028 0,14 1,7 0,18 73 15 13 18 0,92 140
Cu 1,2 0,018 0,014 0,049 0,065 3,9 1,3 0,2 0,63 0,17 8,7
Zn 16 0,52 0,069 0,78 1,0 1,7 0,73 0,47 0,96 0,25 10
Pb 17 52 91 72 380 37 1000 3,2 2600 2,4 0,90
Cd 48 9,0 0,24 4,8 1,5 1,5 3,5 0,75 1,7 6,1 190
As 2,9 15 3,3 1,6 53 1900 15000 0,8 1800 50 87000
Sb 1,5 3,2 0,77 0,54 28 7,6 1300 0,57 47 1,5 12
Co 9,5 0,25 0,11 4,9 0,71 9,9 39 3,3 22 12 650
Ni 31 0,61 0,33 13 2,5 24 39 33 22 13 890
Рис. 2. Средние значения числа обросших комочков мелкозёма техногенных отходов колониями
азотобактера за 12-60 часов (n=150)*
* Примечание. Талмовские Пески: 1 - окисленное вещество, поверхность; 2 - рыжевато-серый слой с остаточными сульфидами; Дюков лог: 3 - верхний горизонт, слабоокисленное вещество; 4 - рыжее окисленное вещество; 5 - рыжевато-серый слой с преобладанием песчаной фракции; Белоключевской отвал: 6 - кварц-баритовая сыпучка; 7 - кварц-пиритовая сыпучка; Урской отвал: 8 - кварц-баритовая сыпучка; 9 - кварц-пиритовая сыпучка; Берикульский отвал: 10 - верхний горизонт, окисленное вещество; 11 - высокосульфидный слой. По оси ординат - % обрастания проб мелкозёма. По оси абцисс - время обрастания проб мелкозёма: ряд 1 - 12 час., ряд 2 - 24 час., ряд 3 - 36 час., ряд 4 - 48 час, ряд 5 - 60 час.
Fig. 2. Average values of the number of overgrown lumps of fine-grained tailings by colonies of azotobacter in
12-60 hours (n=150)*
* Note. Talmovskye Sands: 1 - oxidized substance, surface; 2 - reddish-gray layer with residual sulfides; Dukov Log: 3 - upper horizon, weakly oxidized substance; 4 - reddish oxidized substance; 5 - reddish-gray layer with a predominance of the sand fraction; Belocluch dump: 6 - quartz-barite sands; 7 - quartz-pyrite sands; Ursk dump: 8 - quartz-barite sands; 9 - quartz-pyrite sands; Berikul dump: 10 - surface, oxidized substance; 11 - high sulfide layer.
Наиболее высокая заселённость мелкозёма бактерией выявлена на участках хвостохранилища Талмовские Пески и Дюков лог с нейтральной средой, которая наиболее приближена к оптимальным значениям азот-фиксации бактерии (пробы 2, 3, 5; рН пасты - 6,95, 7,63, 6,64, соответственно), где 100%-ное обрастание проб мелкозёма наблюдалось через 12 и 24 ч инкубации (рис. 2 / fig. 2). Кислая среда Берикульского отвала (пробы 10, 11; рН пасты - 4,95 и 3,81, соответственно) препятствовала быстрому заселению мелкозёма бактерией - 100%-ное обрастание призошло только после 48 часов. В ультракислой среде на участке Дюкого лога, Урского и Белоключевского отвалов (пробы 4, 6 - 9; рН пасты: 0,64 - 2,27) полное обрастание мелкозёма было достигнуто только в одном случае - в мелкозёме Белоключевской кварц-баритовой сыпучки через 48 часов, в остальных случаях колониеобразование осталось на низком уровне за все время эксперимента.
Развитию гетеротрофной бактерии в мелкозёме окисленного участка хвостохранилища Талмовские
Пески способствует присутствие органической пищи, о чём свидетельствуют значения органического углерода (табл. 1 / tabl. 1). Продуцентами органического вещества были слизистые нитчатые цианобактерии: Microctstis aeruginosa Kützing, Microcoleus vaginatus (Vauch.) Gom., M. tennerimus Gom., виды рода Phormidium и другие, а также зелёные водоросли р. Scenedesmus, диатомовые водоросли - Surirella helvetica Brun., виды р. Cymbella, Nitzcshia, Navicula и др., присутствующие в жизнедеятельном состоянии (рис. 3 / fig. 3), в том числе и фоссилизованном [2]. Наряду с ними определённый вклад в накопление азотсодержащего органического вещества вносили пластинчатые лишайники, а также куртинки литофильных мхов, использующие для своего питания присутствующие остатки разложившихся метаболитов и тел бактерий, водорослей, лишайников. Фото лшайников и мхов любезно предоставлены кандидатом геол.-мин. наук А.Ш. Хасаиновой (Шавекиной), за что авторы статьи признательны ей.
Рис. 3. Биопоселенцы поверхностной толщи хвостохранилища Талмовские пески Fig. 3. Biosettlers of the surface layer of the Talmovskie Sands tailings reservoir
Фото- и гетеротрофные микроорганизмы полифункциональны - наряду с пополнением в среде обитания первичного азотсодержащего вещества, они привносят в неё ростстимулирующие и хелатообразующие соединения.
Слизистым экзометаболитам азотобактера, циа-нобактерий и водорослей особая роль принадлежит в сорбции металлов, в том числе золота, благодаря поли-уронидам или альгинатам, которые обеспечивают склеивание мелких фракций. Экспериментально установлено, что формирование наночастиц золота происходит активно в присутствии азотфиксирующих циа-нобактерий (р. АпаЬаепа, Nostoc), а также видов р. Azotobacter [13]. Золото в таком случае может быть представлено псевдоморфозами самородного золота с цианобактериями, диатомовыми водорослями и другими микроорганизмами. Размеры таких образований составляют несколько микрон. Процесс биогенеза на-ночастиц Аи, Ag, Pt внутриклеточно осуществляют также цианобактерии: Plectonema boryanum, Calothrix, Leptolyngbya, Anabaena flos-aque. Белки и полисахариды диатомовой водоросли р. Nitzschia участвуют в стабилизации наночастиц золота, что подтверждено FT-IR анализом [28]. Представители данных родов ци-анобактерий и диатомей также присутствуют в наших пробах.
Перечисленные выше гетеро- и фотогетеротрофные микроорганизмы ранее обнаружены в почвах и водотоках территории Салаирского кряжа [1, 27], в пределах которого расположены колчеданно-полиметал-лические месторождения. Цианобактерии и водоросли
мигрируют на поверхность отходов агломерации золотосодержащих руд, участвуют в процессах первичного почвообразования и сорбции металлов. Жизнедеятельные особи цианобактерий способны быстро фоссили-зироваться (всего за несколько часов) [16]. Внутри и вокруг клеток образуются отложения СаСОЗ, кристаллические формы которого могут быть представлены кальцитом и арагонитом. Доказано, что в штуфных пробах нитчатые цианобактерии рода Мюшсо1еш участвовали в формировании псевдоморфоз барита, ярозита с ангидритом [24, 25]. Анализ химического состава объизвествлённых цианобактерий и водорослей и их участие в формировании вторичных минералов в настоящее время продолжается согласно действующей финансовой поддержке РНФ.
Что касается колонизации азотобактером мелкозёма участка хвостохранилища Дюков лог, то она ослаблена по сравнению с таковой на участке хвосто-хранилища Талмовские Пески, по-видимому, вследствие кислой реакции среды (табл. 1. tabl. 1), которая тормозит деление вегетативных клеток. Не исключено также, что привнесённые из окружающей среды клетки азотобактера на момент отбора образцов частично находились в цистоподобном состоянии и их переход в активное состояние требовало времени. В пробах с Белоключевского и Урского месторождений кислотность среды составляла 0,89-1,79 ед. и вовсе не способствовала выживанию азотобактера и других биопоселенцев.
Испытания мелкозёма техногенных отходов на фи-топригодность показали, что семена овса посевного прорастали лишь в 6 вариантах отходов переработки золотосодержащих руд, (из 11 обследуемых). Наиболее благоприятными для роста растений оказались почвоподобные среды хвостохранилищ Талмовские Пески и Дюков лог. Проростки овса посевного, выросшие в нейтральной среде, обнаружили значительное увеличение массы корней по сравнению с контролем,
в то время как на слабокислых субстратах - уменьшение (рис. 4 / fig. 4). Суммарный вес (сухой) корней и ростков овса посевного на веществе хвостохранилищ (Талмовские пески и Дюков лог) составил: т. 2 - 381 мг; т. 3 - 337 мг; т. 5 - 326 мг.
Насыпные отвалы с кислой средой, за исключением участка Дюкова лога, оказались непригодными для роста овса посевного.
Рис. 4. Средние значения сухого веса (мг) корней (К) и надземной части проростков (Р) овса посевного (n=125), выращенного на субстрате отходов переработки золотосодержащих руд. Номера проб
соответствуют номерам на рис. 2. Fig. 4. Average values of dry weight (mg) of roots (R) and aboveground part of seedlings (S) of oats (n= 125) grown on a substrate of tailings from processing of gold-bearing ores. Sample numbers correspond to those in
fig. 2.
Анализ морфометрических данных показал, что на субстратах с нейтральной средой произошло
удлинение главного корня и увеличилась высота ростков (рис. 5 / fig. 5).
Номера проб // Sample number Рис. 5. Средние значения максимальной длины корня (К) и ростка (Р) овса посевного (в мм), выращенного на субстрате отходов переработки золотосодержащих руд Fig. 5. Average values of the maximum root (К) and sprout length (Р) (mm) of oats grown on a substrate of
waste from processing gold-bearing ores
Следовательно, проростки овса посевного позитивно отреагировали на нейтральную кислотность в среде обитания увеличением биомассы корней и ростков, чему, вероятно, способствовало образование придаточных корней.
Анализ химического состава сухой массы корней и
ростков недельных проростков овса посевного позволил выявить транслокацию в них металлов и неметаллов из техногенного субстрата (табл. 2 / 1аЫ. 2).
Таблица 2
Химический состав сухой массы проростков овса, выращенных на техногенном субстрате, мг/кг*
Table 2
The chemical composition of the dry mass of oat seedlings grown on a technogenic substrate, ppm*
Показатель //Indicator Кислые участки хвостохранилиш // Acid material of tailings Нейтральные участки хвостохранилищ //Neutral material of tailings dumps Слабокислый участок Берикульского отвала // Semi-acid material of the Berikul dump
Талмовские пески // Thalmov Sands Дюков лог // Dukov log Талмовские пески // Thalmov Sands Дюков лог // Dukov log
Ростки // Sprouts Корни // Roots Ростки // Sprouts Корни // Roots Ростки // Sprouts Корни // Roots Ростки // Sprouts Корни // Roots Ростки // Sprouts Корни // Roots
SO4 33500 59000 37000 52000 21000 57000 14500 95600 16300 19000
K 17000 10590 20000 13000 22700 5240 17500 9400 15800 4400
Ca 3100 9800 2500 6100 2700 14000 2800 4400 610 840
Na 190 770 280 1020 180 610 210 910 410 570
Mg 3268 4280 3532 4429 3389 7306 1997 2435 1800 1410
Si 280 420 170 240 270 710 220 880 390 580
Al 28 170 33 150 47 710 34 620 78 200
P 7800 6400 7300 6900 8000 2900 8200 4100 8100 6300
Mn 270 410 170 200 120 980 67 220 59 46
Fe 200 1700 500 5100 560 15000 330 3900 1400 4200
Co 2,7 7,4 1,2 24 0,2 4,2 0,22 3,1 2,0 3,0
Ni 68 10 6,8 6,6 4,2 9,6 4,1 8,5 7,1 6,7
Cu 20 130 11 19 30 310 19 160 17 29
Zn 1000 330 120 310 300 5000 200 2900 84 81
As 1,2 11 6,5 18 5,0 88 8,1 20 75 240
Mo 2,4 2,2 2,5 1,8 2,7 8,0 3,8 5,7 2,2 2,5
Cd 4,0 9,9 0,44 1,1 5,4 36 0,88 12 0,39 0,66
Pb 6,1 44 3,5 29 59 1600 51 940 1,9 2,2
U 0,01 0,29 0,015 0,24 0,045 1,1 0,023 0,41 0,012 0,052
Ag 0,077 0,44 0,038 0,092 0,59 10 0,43 9,1 0,21 0,32
Au 0,003 0,008 0,0026 0,012 0,0036 0,22 0,06 0,081 0,014 0,01
* Примечание: жирным шрифтом выделены значения преимущественного накопления элементов в проростках
* Note: the maximum values are highlighted in bold in the seedlings
В корни и ростки транспортируются металлы и металлоиды, при этом многие из них не являются жизненно необходимыми для овса, как и для большинства растений. Спектр тяжёлых металлов широкий, их содержание высокое. Выявилась тенденция премуще-ственного накопления элементов в ростках: К, Р, №, и в корнях: №, Са, М^ Si, А1, Мп, Fe, Со, Cd, Pb, As, а также Ag и Аи.
В растениях, выращенных в мелкозёме как на фоне кислой среды, так и нейтральной обнаружено высокое содержание 2п, Мо, №, Р в ростках. Известно, что цинк наиболее доступен растениям в диапазоне кислотности рН - 5-8 ед., находясь в адсорбированном виде. При увеличении кислотности среды адсорбция цинка ослабляется, что подтверждается нашими данными. В растворимость цинк-содержащих комплексов большой вклад вносят органические соединения. Поступление в ростки других металлов обязано скорее всего безбарьерному транзиту и их накоплению (в плазмо-лемме и в вакуолях).
Повышенные значения металлов внутри корня, вероятно, обусловлены разными механизмами: проду-цировнаием в прикорневой зоне микроорганизмами сидерофоров, способствующих транзиту, а также присутствием пептидов (фитохелатинов) и низкомолекулярных полипептидов (металлотионеинов), которые являются «органическими лигандами» [29], образующими с металлами комплексную соль (хелат), в которой закреплены по всем валентностям. Однако синтез белковых хелаторов энергозависим. Поэтому снижение энергии, расходуемый на окислительные процессы в присутствии тяжёлых металлов, может в определённых ситуациях негативно отразиться на продуцировании глутатиона и цистеина (предшественника глутати-она) вследствие ослабления активности фермента - О-ацетил-серинлиазы, которая участвует в образовании цистеина. Снижение его количества может ослабить образование защитных белковых соединений, которые участвуют в адаптации растений к тяжёлым металлам. Возможно, приток азота микробного происхождения
способствует образованию в проростках овса аминокислот, нуклеиновых кислот, хлорофилла, что благоприятствует синтезу защитных белков.
Заключение
Исследованные отходы переработки золотосодержащих руд, складированные в хвостохранилища и насыпные отвалы, по истечению многолетнего нахождения на дневной поверхности, вовлечены в процессы первичного почвообразования. В настоящее время техногенные массивы характеризуются разной степенью окисленности, отличаются по кислотности (от ультракислых до слабощелочных значений), составу и содержанию химических элементов. При этом они жизне-пригодны для овса посевного, фото- и гетеротрофных азотфиксирующих бактерий - азотобактера и циа-нобактерий, которые эволюционно приспособлены к присутствию тяжёлых металлов и металлоидов в среде обитания.
Мелкозём участков хвостохранилищ с нейтральной кислотностью оказался наиболее пригодным для поселенцев по сравнению с таковым на участках с более низкими значениями рН. Выживание и размножение в мелкозёме азотфиксирующих микроорганимов обеспечивает пополнение ими биогенного азота, необходимого проросткам. Жизнедеятельности кальцефильного азотобактера и цианобактерий способствует вторичное образование гипса в среде обитания. Не исключено, что в периоды пересыхания техногенного субстрата, некоторые виды цианобактерий, пребывающие внутри сульфата кальция, используют не жидкую воду, а структурную (содержание которой достигает 20,8% в составе минерала), переводя его в ангидрит [30]. Наибольшее подавление роста азотобактера наблюдается на сильноокисленных участках насыпных отвалов, которые можно отнести по степени угнетения бактерии к чрзвычайно и высоко опасным.
Транслокация тяжёлых металлов и неметаллов из техногенных субстратов внутрь корней и ростков овса посевного обнаружена уже в недельных проростках, выращенных на средах с разной кислотностью. Депонирование большинства тяжёлых металлов в корнях проростков овса посевного можно рассматривать как факт комплексообразования тяжёлых металлов хелат-ного типа, что способствует снижению токсичности. Присутствие слизистых азотфиксирующих особей ци-анобактерий и азотобактера способствует сорбции металлов и переводу их в хелатное состояние наряду с эк-зометаболитами овса посевного. Максимальное содержание Аи и Ag в корнях проростков способствует сохранности их в пределах мочковатой корневой системы. Полученная информация может быть использована при характеристике первичного почвообразования и современных механизмов биогенного концентрирования металлов в условиях техногенеза, учтена при обосновании и разработке природоподобных технологий экологически безопасной консервации хво-стохранилиш.
Сведения об авторском вкладе
В.С. Артамонова - постановка задачи исследования, формулировка идеи статьи, работа с иностранными источниками, написание и научное редактирование статьи;
С.Б. Бортникова - определение химического состава в проростках, анализ химических данных, редактирование текста.
Contribution of the authors
Valentina S. Artamonova - formulation of the research task, formulation of the idea of the article, work with foreign sources, writing and scientific editing of the article;
Svetlana B. Bortnikova - determination of chemical composition in seedlings, analysis of chemical data, text editing.
Список источников
1. Артамонова В.С. Микробиологические особенности антропогенно преобразованных почв Западной Сибири. Новосибирск: Изд-во СО РАН. 2002. 225 с.
2. АртамоноваВ.С., Бортникова С.Б., Хусаинова А.Ш. Бактерии и водоросли - участники первичного почвообразования на отходах переработки полиметаллических руд // Экология и геохимическая деятельность микроорганизмов экстремальных местообитаний: материалы III Всероссийской конференции с международным участием, посвящённой 80-летию д.б.н., проф. Б.Б. Намсараева, 100-летию Республики Бурятия, 300-летию Российской академии наук. Улан-Удэ -Байкальск, 3-7 июля 2023 г. /отв. ред. Д.Д. Бархутова, О.П. Дагурова, Т.Г. Банзаракцаева. Новосибирск: СО РАН, 2023. С.10-11.
3. Бортниковa C.Б., Гаськова О.Л., Бессонова Е.П. Геохимия техногенных систем. Новосибирск: Академическое изд-во «Гео», 2006. 169 с.
4. Бортников Н.С., Дистлер В.В., Викентьев И.В., Гамянин Г.Н. Григорьева А.В., Гроховская Т.Л., Служеникин С.Ф., Тагиров Б.Р. Формы нахождения благородных металлов в рудах комплексных месторождений: методология изучения, количественные характеристики, технологическое значение // Проблемы минерарагении России. Москва: РАН. Отделение наук о Земле. 2012. С. 365-384.
5. ГОСТ 12038-84. Семена сельскохозяйственных культур. Методы определения всхожести. М. Стандартинформ, 2011. 31 с. URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/12883?ysclid=ltvbnd0c4l691944050 (дата обращения: 17.03.2024).
6. ГОСТ Р 57446-2017. Наилучшие доступные технологии. Рекультивация нарушенных земель и земельных участков. Восстановление биологического разнообразия. М.: Стандартинформ, 2019. 23 с. URL: https://internet-law.ru/gosts/gost/64416/ (дата обращения: 29.03.2023).
7. ГОСТ Р 59060-2020. Охрана окружающей среды. Классификация нарушенных земель в целях рекультивации. М.: Стандартинформ, 2020. 19 с. URL: https://docs.cntd.ru/document/566283613 (дата обращения: 15.06. 2021).
8. ГОСТ Р ИСО 18763-2019. Качество почвы. Определение токсического воздействия загрязняющих веществ на всхожесть и рост на ранних стадиях высших растений. М.: Стандартинформ, 2021. 19 с. URL: https ://protect. gost.ru/default. aspx/v. aspx?control=7&id= 233567 (дата обращения: 10.10.2021).
9. Ерёмин Д.И., Савельева Ю.В. К вопросу о сортовой устойчивости овса к токсическому действию
алюминия на ранних этапах онтогенеза // Вестник Курганской ГСХА. 2023. № 2 (46). С. 25-33.
10. ЗеноваГ.М. Степанов А.Л., Лихачёва А.А., Ма-нучарова Н.А. Практикум по микробиологии почв. М.: МГУ, 2002. 120 с.
11. Михайлов А.Г., Харитонова М.Ю., Вашлаев И.И., Свиридова М.Л. Мобильность цветных и благородных металлов в хвостах обогащения // Современные проблемы науки и образования. 2014. № 6. С.1-9.
12. Петухов А.С., Кремлева Т.А., Петухова Г.А., Хритохин Н.А. Влияние тяжёлых металлов на биохимические показатели овса посевного (AVENA SATIVA) // Российский журнал прикладной экологии. Вып.3. 2022. С.63-71.
13. РадцигМ. А., Кокшарова О. А., Надточенко В. А., Хмель И. А. Получение наночастиц золота методом биогенеза с использованием бактерий // Микробиология. 2016. Т.85. №1. С. 42-49.
14. Рассказов И.Ю., Александрова Т.Н., Литвин-цев В.С. Проблемы извлечения тонкодисперсного золота из песков техногенных россыпей и некоторые пути их решения // Проблемы освоения техногенного комплекса месторождений золота: сборник трудов межрегиональной конференции. Магадан, 15-17 июля 2010 /редкол.: Дудов Н.И. и др. Магадан: Северо-Восточный комплексный научно-исследовательский институт им. Н.А. Шило Дальневосточного отделения Российской академии наук (СВКНИИ ДВО РАН) НИИ ДВО РАН. 2010. С.167-169.
15. Рихванов Л.П., Абросимова Н.А., Барановская Н.В., Белан Л.Н., Большунова Т.С., Бортникова С.Б., Горбатюк Е.А., Густайтис М.А., Еделев А.В., Межи-бор А.М., Мягкая И.Н., Соктоев Б.Р., Юсупов Д.В., Жмодик С.М., Ищук Н.В., Кириченко И.С., Наркович Д.В., Лазарева Е.В., Оленченко В.В., Саева О.П., Са-рыг-оол Ю., Усманова Т.В., Юркевич Н.В. Биогеохимический мониторинг в районах хвостохранилищ горнодобывающих предприятий с учетом микробиологических факторов трансформации минеральных компонентов. Новосибирск: изд-во СО РАН, 2017. 437 с.
16. Розанов А.Ю. Ископаемые бактерии и новый взгляд на процессы осадкообразования // Соросовский ж.,1999. № 10. С. 63-67.
17. Савельева Ю.В., Ахтямова А.А. К вопросу о реакции овса на кислотно-щелочные условия // Эпоха науки. № 35. 2023. C. 24-28.
18. Соколов А.Е., Черников В.А. Экологическая безопасность и устойчивое развитие. Книга 1. Атлас распределения тяжёлых металлов в объектах окружающей среды. Пущино: ОНТИ ПНЦ РАН. 1999. 164 с.
19. Солохина И.Ю. Выделение авеноцина из овса посевного (Avena sativa L.) и изучение его физиолого-биохимических аспектов действия: Автореф. ...дис. канд. биол. наук: 03.01.05 - физиология и биохимия растений. Воронеж, 2013. 24 с.
20. Сэги Й. Методы почвенной микробиологии. М.: Колос, 1983. 296 с.
21. Теппер Е.З, Шильникова В.К., Переверзева, Г.И. Практикум по микробиологии. М.: Дрофа, 2004. 256 с.
22. Фёдоров С.А., Амдур А.М., Малышев А.Н., Каримова П.Ф. Обзор техногенных и вторичных золото-
содержащих отходов и способы извлечения из них золота // Горный информационо-аналитический бюллетень. 2021. № 11-1. С. 346-365.
23. Хусаинова А.Ш., Бортникова С.Б., Гаськова О.Л., Волынкин С.С., Калинин Ю.А. Вторичные минералы Fe, Pb, Cu в сульфидсодержащем хвостохрани-лище: последовательность образования, электрохимические реакции и физико-химическая модель (Талмов-ские Пески, Салаир, Россия) // Russian J. Earch. Sci. 2023. Т.23. 22 с.].
24. Шавекина А.Ш., Бортникова С.Б., Волынкин С.С., Юркевич Н.В., Бондаренко В.П., Гаськова О.Л., Артамонова В.С. Типоморфные характеристики барита из полиметаллических хвостохранилищ Салаир-ского Кряжа // Литогенез и минерагения осадочных комплексов докембрия и фанерозоя Евразии: материалы X Международного совещания по литологии. Воронеж, ВГУ, 18-23 сентября 2023 г /ред. Ю.А. Гаври-лов, А.Д. Савко, отв. за выпуск Крайнов А.В., Бондаренко С.В. Воронеж, 2023. С. 487-490.
25. Шавекина А.Ш., Юркевич Н.В., Гаськова О.Л., Артамонова В.С., Бортникова С.Б., Волынкин С.С. Условия образования аутигенного барита в полиметаллических хвостохранилищах // Новое в познании процессов рудообразования: Двенадцатая Российская молодёжная научно-практическая Школа. Москва, 27 ноября - 01 декабря 2023 г./ редкол. Петров В.А., Коваль-чук Е.В., Комаров В.Б., Комарова М.М., Устинов С.А., Усачёва А.А. М.: ИГЕМ РАН, 2023. C. 246-249.
26. Aquilanti L., Favilli F., Clementi F. Comparison of different strategies for isolation and preliminary identification of Azotobacter from soil samples // Soil Biology and Boochemistry. 2004. Vol. 36. P. 1475-1483.
27. Artamonova V.S., Kosiniva L. Ju. Gene pool of nitrogen-fixing microorganisms in mountain soils of Siberia // Man and mountain ' 94. Protection and development of mountain environment Proceedings. Ponte di Legno. Italy. 1994. P.547-561.
28. Borase H.P, Patil C.D, Suryawanshi R.K, Koli S.H, Mohite B.V, Benelli A. and Patil S. Mechanistic approach for fabrication of gold nanoparticles by Nitzschia diatom and their antibacterial activity // Bioprocess Bio-syst. Eng. 2017. Vol 40(10). P. 1437-1446.
29. Burckhard S.R., Schwab A.P., Bankks V.K. The effects of organic acids on the leaching of heavy metals from tailings // J. Hazardous materials. 1995. Vol. 41. P.135-145.
30. Huang W., Ertekin E., Wang T., Cruz L., Dailey M., Di Ruggiero J., & Kisailus D. Mechanism of water extraction from gypsum rock by desert colonizing microorganisms // Proceedings of the National Academy of Sciences. 2020. 117(20). P.10681-10687.
References
1. Artamonova, V., 2002. Mikrobiologicheskie oso-bennosti antropogenno preobrasovannyh pochv Zapadnoi Sibiri [Microbiological features of anthropogenically transformed soils of Western Siberia]. Novosibirsk, Publishing house of SB RAS. 225 p. (In Russian)
2. Artamonova, V., Bortnikova, S., and Khusainova A., 2023. Bacteria and algae - participants in primary soil formation on waste from polymetallic ore processing. In: Barkhutova D.D., Dagurova O.P., Banzaraktsaeva T.G.
(ed). Ecology and geochemical activity of microorganisms in extreme habitats: materials of the III All-Russian Conference with international participation dedicated to the 80th anniversary of Doctor of Biological Sciences, Professor B.B. Namsaraev, the 100th anniversary of the Republic of Buryatia, the 300th anniversary of the Russian Academy of Sciences. Ulan-Ude - Baikalsk, July 3-7, 2023. Novosibirsk, SB RAS, pp. 10-11. (In Russian)
3. Bortnikova, S., Gaskova, O. and Bessonova, E., 2006. Geohimija tehnogennyh system [Geochemistry of technogenic systems]. Novosibirsk: Academic publishing house "Geo", 169 p. (In Russian)
4. Bortnikov, N., Distler, V., Vikentiev, I., Gamyanin, G., Grigorieva, A., Grokhovskaya, T., Slu-zhenikin, S. and Tagirov, B., 2012. Formy nahozhdeniya blagorodnyh metallov v rudah kompleksnyh mestorochlde-nii: metodologita izucheniya, kolichestvennye harakteris-tiki, tehnologicheskoe znachenie [Forms of finding precious metals in ores of complex deposits: methodology of study, quantitative characteristics, technological significance]. Problems of mineralogy of Russia. Department of Earth Sciences Moscow, RAS, pp. 365-384. (In Russian)
5. GOST 12038-84. Semena sel'skohozyaistvennih kul'tur. Metody opredeleniya vshozhesti. 1984. [Seeds of agricultural crops. Methods for determining germination]. Ohranaprirody. Moscow, Standartinform, 31 p. Available from: https://internet-law.ru/gosts/gost/12883?ysclid=ltvbnd0c4l691944050 [Accessed 17th Marth 2024].
6. GOST R 57446-2017. Nailuchshie dostupnye technologii. Rekul'tivaciya narushennyh zemel' i ze-mel'nyh uchastkov. Vosstanovlenie biologicheskogo raznoobraziya, 2019. [The best available technologies. Reclamation of disturbed land plots. Restoration of biological diversity]. Ohrana prirody. Moscow, Standartinform, 23 p. Available from: https://internet-law.ru/gosts/gost/64416/ [Accessed 29th Marth 2023].
7. GOST R 59060-2020. Ohrana okruzhauschei sredi. Rlassifikacija naruschennyh zemel' v celyah rekulti-vacii, 2020. [Environmental protection. Classification of disturbed lands for reclamation]. Ohrana prirody. Moscow, Standartinform, 19 p. Available from: https://docs.cntd.ru/document/566283613 [Accessed 15th June 2021].
8. GOST R ISO 18763-2019. Kachestvo pochvy. Opredelenie toksicheskogo vozdejstviya zagrjaznjay-uschih veschestv na vshozhest' i rost na rannih stadiyah razvitiya visshih rastenii, 2019 [The quality of the soil. Determination of the toxic effects of pollutants on germination and growth in the early stages of higher plants]. Ohranaprirody. Moscow, Standartinform, 19 p. Available from: https://protect.gost.ru/default.aspx/v.aspx?con-trol=7&id=233567 [Accessed 10th October 2021].
9. Eremin, D. and Saveljeva Ju., 2023. On the issue of varietal resistance of oats to the toxic effect of aluminum in the early stages of ontogenesis. Bulletin of the Kurgan State Agricultural Academy, 2 (46), pp. 25-33. (In Russian)
10. Zenova, G., Stepanov, A., Likhacheva, A. and Manucharova, N., 2002. Praktikumpo biologiipocv [Work shop on soil biology]. Moscow, MGU Publ, 120 p. (In Russian)
11. Mihailov, A., Haritonova, M., Vashlaev, I. and Sviridova, M., 2014. Mobility of non-ferrous and precious
metals in enrichment tailings. Modern problems of science and education, 6, pp. 1-9. (In Russian)
12. Petuhov, A., Kremleva, T., Petuhova, G. and Hrit-ohin, N., 2022. The influence of heavy metals on the biochemical parameters of oats (Avena sativa). Russian Journal of Applied Ecology, 3, pp. 63-71. (In Russian)
13. Radzig, M., Koksharova, O., Nadtochenko, V. and Khmel, I., 2016.Obtaining gold nanoparticles by biogenesis using bacteria, Microbiology, 85(1), pp. 42-49. (In Russian)
14. Rasskazov, I., Alexandrova, T. and Litvintsev, V., 2010. Problems of extraction of fine gold from sands of technogenic placers and some ways of their solution. Du-dov N. et al.(ed). Problems of development of the techno-genic complex of gold deposits: proceedings of the interregional conference: 15-17 July 2010, Magadan. Magadan: N.A. Shilo Northeastern Integrated Research Institute of the Far Eastern Branch of the Russian Academy of Sciences (SVKNII FEB RAS, pp.167-169. (In Russian)
15. Rikhvanov, L., Abrosimova N., Baranovskaya N., Belan L., Bolshunova T., Bortnikova S., Gorbatyuk E., Gustaitis M., Edelev A., Mezhibor A., Soft I., Soktoev B., Yusupov D., Zhmodik S., Ishchuk N., Kirichenko I., Narkovich D., Lazareva E., Olenchenko V., Saeva O., Saryg-ool Yu., Usmanova T. and Yurkevich N., 2017. Bi-ogeohimicheskii monitoring v raionah hvostohranilisch gornodobyvajuschih predpriyatii s uchetom mikrobiolog-icheskih faktorov transformacii mineral'nth kompleksov [Biogeochemical monitoring in the areas of tailings dumps of mining enterprises taking into account microbiological factors of transformation of mineral components]. Novosibirsk: Publishing house of the SB RAS, 437 p. (In Russian)
16. Rozanov, A., 1999. Fossil bacteria and a new look at the processes of sedimentation. Sorosovsky J., 10, pp. 63-67. (In Russian)
17. Savelyeva, Yu. and Akhtyamova, A., 2023. On the reaction of oats to acid-base conditions. The age of science, 35, pp. 24-28. (In Russian)
18. Sokolov, A. and Chernikov, V., 1999. Ekologicheskaua bezopasnost' i ustoichivoe razvitie. Kniga 1. Atlas raspredeleniya tyachelyh metallov v obyektah okruzhayusceq sredy. [Environmental safety and sustainable development. Book 1. Atlas of the distribution of heavy metals in environmental objects. Pushchino: ONTI PNC RAS. 164 p. (In Russian)
19. Solokhina, I., 2013.Vydelenie avenocina iz ovsa posevnogo (Avena sativa L.) i izuchenie ego fisiologo- bi-ohimicheskih aspektov deistviya [Isolation of avenocin from oats (Avena sativa L.) and the study of its physiological and biochemical aspects of action]. Doctor's Dissertation Abstract of Sciences in Physiology and biochemistry of plants. Voronezh, 24 p. (In Russian)
20. Segi, Y., 1983. Metody pocvennoj mikrobioilogii [Metods of soil microbiology]. Moscow, Kolos, 296 p. (In Russian)
21. Tepper, E., Shilnikova, V. and Pereverzeva, G., 2004. Praktikum po mikrobioilogii. [Practicum on microbiology]. Moscow, Bustard Publ., 256 p. (In Russian)
22. Fedorov, S., Amdur, A., Malyshev, A. and Kari-mova, P., 2021. Overview of technogenic and secondary gold-containing wastes and methods of extracting gold from them. Mining information and analytical bulletin, 111, pp. 346-365. (In Russian)
23. Khusainova, A., Bortnikova, S., Gaskova, O., Volynkin, S. and, Kalinin, Yu., 2023. Secondary minerals Fe, Pb, Cu in a sulfide-containing tailings reservoir: sequence of formation, electrochemical reactions and physico-chemical model (Talmov Sands, Salair, Russia). Russian J. Earch. Sci, 23, 22 p. (In Russian)
24. Shavekina, A., Bortnikova, S., Volynkin, S., Yurkevich, N., Bondarenko, V., Gaskova, O. and Ar-tamonova, V., 2023. Typomorphic characteristics of barite from polymetallic tailings dumps of the Salair Ridge. Gav-rilov, Yu., Savko, A. (ed). Lithogenesis and minerageny of sedimentary complexes of Precambrian and Phanerozoic Eurasia: Proceedings of the X International Meeting on Li-thology, 18-23 September, Voronezh. Voronezh: VSU, pp. 487-490. (In Russian)
25. Shavekina, A., Yurkevich, N., Gaskova, O., Ar-tamonova, V., Bortnikova, S. and Volynkin, S., 2023. Conditions for the formation of autigenic barite in polymetallic tailings ponds. Petrov, V., Kovalchuk, E., Komarov, V., Komarova, M., Ustinov, S. and Usacheva, A. (ed). New in the knowledge of ore formation processes: The Twelfth Russian Youth Scientific and Practical School, 27 November - 01 December, 2023, Moscow. Moscow, IGEM RAS, pp. 246-249. (In Russian)
26. Aquilanti, L., Favilli, F. and Clementi, F., 2004. Comparison of different strategies for isolation and preliminary identification of Azotobacter from soil samples. Soil Biology and Boochemistry. 36, pp. 1475-1483.
27. Artamonova, V. and Kosiniva, L., 1994. Gene pool of nitrogen-fixing microorganisms in mountain soils of Siberia // Man and mountain ' 94. Protection and development of mountain environment Proceedings. Ponte di Legno. Italy, pp.547-561.
28. Borase, H., Patil, C., Suryawanshi, R., Koli S., Mohite, B., Benelli, A. and Patil, S., 2017. Mechanistic approach for fabrication of gold nanoparticles by Nitzschia diatom and their antibacterial activity Bioprocess Biosyst. Eng. 40(10), pp.1437-1446.
29. Burckhard, S., Schwab, A. and Bankks, V., 1995. The effects of organic acids on the leaching of heavy metals from tailings. J. Hazardous materials. 41, pp.135-145.
30. Huang, W., Ertekin, E., Wang, T., Cruz, L., Dai-ley, M., Ruggiero, J., and Kisailus, D., 2020. Mechanism of water extraction from gypsum rock by desert colonizing microorganisms. Proceedings of the National Academy of Sciences. 117(20), pp.1068-1075.
Статья поступила в редакцию 08.04.2024; одобрена после рецензирования 15.04.2024; принята к публикации 18.04.2024.
The article was submitted 08.04.2024; approved after reviewing 15.04.2024; accepted for publication 18.04.2024.
