CC BY
103
УДК 504.054
И. Х. Бикбулатов (д.х.н., проф.), Е. И. Бахонина (к.т.н., доц.), Д. И. Закирьянов (асп.), А. Ю. Ганин (студ.), А. Р. Валеева (студ.), Л. Н. Салахутдинова (студ.)
Определение токсичности и класса опасности хвостов обогащения
Филиал Уфимского государственного нефтяного технического университета в г. Стерлитамаке, кафедра экологии и рационального природопользования 453118, г. Стерлитамак, пр. Октября, 2; тел. (347) 240692, e-mail: [email protected]
I. Kh. Bikbulatov, E. I. Bakhonina, D. I. Zakiryanov, A. Ju. Ganin, A. R. Valeeva, L. N. Salakhutdinova
Determination toxicity and hazard class of tailings
Ufa State Petroleum Technolognical University, Sterlitamak branch 2, October Av, 453118, Sterlitamak, Russia; ph. (347) 240692, e-mail: [email protected]
Рассматривается оценка суммарной токсичности и класса опасности отходов обогащения по их фитотоксическому действию на семена овса. Исследованы хвосты обогащения из хвостохрани-лища близ поселка Миндяк Учалинского района Республики Башкортостан. Степень опасности по фитотоксичности как исходных, так и агломерированных в СВЧ-поле отходов обогащения оценена как малоопасная, то есть на уровне 4 класса опасности отходов, что дает возможность их использования в качестве источника вторичных материальных ресурсов для строительной индустрии.
Ключевые слова: класс опасности; отходы; регрессионный анализ; фитотоксичность; хвосты обогащения.
The assessment of the total toxicity and hazard class tallings waste by phytotoxicity action on oats seeds is discussed. Tailings from tailing dump near the Mindjak village of Uchalinsky district of Bashkortostan are investigated. The danger degree to phytotoxicity source and agglomerated tailings by microwave field is estimated as low-hazard, i. e. at the level of the 4th class hazard waste, which makes possible using them as secondary material resources for the construction industry.
Key words: hazard class; phytotoxicity; regression analysis; tailings; waste.
В результате деятельности горнорудной промышленности образуется огромное количество отходов, в частности, хвостов обогащения. Хвосты представляют собой рыхлопесча-ный материал с неустойчивыми связями между частицами и обычно хранятся открытым способом. С течением времени в результате физико-химических процессов могут образоваться новые ранее не присутствовавшие соединения, которые могут представлять опасность для окружающей среды. Идентификация таких соединений является делом затруднительным и затратным, а оценка класса опасности отходов расчетным методом невозможна без определения состава. Рациональнее определять суммарную токсичность и класс опасности отходов обогащения по фитотоксическому действию,
Дата поступления 22.01.14
без идентификации компонентов. Это было сделано на примере отходов из хвостохранили-ща близ поселка Миндяк Учалинского района Республики Башкортостан.
Материалы и методы исследований
Оценка суммарной токсичности и класса опасности отходов обогащения проводилась в соответствии c методическими рекомендациями 1 с использованием семян овса. В соответствии с данной методикой, установление класса опасности и уровня безвредности отхода по фитотоксическому действию осуществляется по параметрам фитотоксичности: средне-эффективному и пороговому разведениям экстракта.
Алгоритм прогнозирования параметров фитотоксичности включает использование математической модели, описывающей взаимосвязь разведения экстракта отхода с величиной фитоэффекта в виде регрессионного уравнения:
Ь^Я=—тЕТ+Ь,
где ЕТ — фитоэффект;
Я — разведение;
т — коэффициент, соответствующий каждому значению фитоэффекта;
Ь — коэффициент регрессии.
Модельной средой (экстрагентом) для экстракции химических веществ из отходов является дистиллированная вода с начальным уровнем рН = 6.1—6.3. Оптимальное соотношение фаз «отход/экстрагент» 1:10. После интенсивного размешивания колбы с экстрактом отхода отстаивались при комнатной температуре в течение суток, затем подвергались 2-часовому встряхиванию и фильтрованию через фильтр «синяя лента». Рабочие растворы готовились путем последовательного разведения исходного (нативного) экстракта.
Последовательность выполнения исследований:
•Чашки Петри с вложенными в них кружочками фильтровальной бумаги стерилизовали и охлаждали. На внешней стороне крышек ставилась маркировка, включающая наименование пробы (контроль, название отхода) и значение Я.
•В каждую чашку помещали по 25 сухих здоровых семян, всхожесть которых составляла не менее 95%.
•При определении процента всхожести субстратом для проращивания семян служила дистиллированная вода, которая вносилась на фильтр в объеме 5 мл. Закрытые чашки термо-статировались при 20—23 0С в течение 3 сут, после чего подсчитывалась процентная доля проросших семян.
•В чашки вносили по 5 мл экстракта или его разведений, контрольные семена обрабатывались адекватным количеством дистиллированной воды. Все образцы помещались в термостат на 7 сут.
•По истечении срока экспозиции измеряли длину корней проростков в контрольных и опытных пробах, причем объектом измерения у каждого семени являлся корень максимальной длины '.
Результаты и их обсуждение
Регрессионный анализ экспериментальных данных позволил получить графическую зависимость фитоэффекта (рис. 1) от разведения в виде прямой и уравнения, по которому было рассчитано среднеэффективное разведение (ЕЯ50). В соответствии 1 с критериями ЕЯ50 степень опасности отхода по фитотоксич-ности может быть оценена как малоопасная, т. е. на уровне 4 класса.
Параллельно такие же исследования проводились с теми же отходами, агломерированными в СВЧ-поле (рис. 2).
о
1.8 1,4 1,0 0,6 0,2 -0,2
е УЭ. (Сазетеж МО се^юп)
Ю_Р = ,85637- ,0297 * Е Согге!айоп: г = -,^871
У\ ^ - ^
........<5-
; ............!.............
'......1.....о-
........................... --1. : ; "■■■-■. ! ; .... мК
■15 -10
10 15 20 25 "30
Кедгезэоп 95% сопАс!.
Рис. 1. Логарифмическая зависимость lgR=^Е7) влияния исходного отхода обогащения на прорастание семена овса
Рис. 2. Логарифмическая зависимость lgR=f(ЕT) влияния агломерированного в СВЧ-поле отхода обогащения на прорастание семен овса
Агломерированные отходы также относятся к 4 классу опасности, но при этом эффект торможения нативного раствора примерно на 20% ниже по сравнению с аналогичным
раствором исходного отхода. Ранее проведен-
2
ные исследования по методике с использованием кресс-салата также показали снижение токсичности агломерированных в СВЧ-поле
отходов. Обработка отходов в СВЧ-поле производилась с целью исследования применения отходов в виде агломерированных структур.
Таким образом, исходные и агломерированные в СВЧ-поле хвосты обогащения относятся к 4 классу опасности отходов, что дает возможность их использования в качестве источника вторичных материальных ресурсов для строительной индустрии.
Литература
1. Методические рекомендации MP 2.1.7.2297-07. Обоснование класса опасности отходов производства и потребления по фитотоксичности.
2. ПНД Ф Т 14.1:2:4.19-2013 Биологические методы контроля. Методика определения токсичности питьевых, грунтовых, поверхностных и сточных вод, растворов химических веществ по измерению показателей всхожести, средней длины и среднего сухого веса проростков семян кресс-салата (Lepidium sativum).
References
1. Metodicheskie rekomendacii MP 2.1.7.2297-07. Obosnovanie klassa opasnosti othodov proizvodstva i potreblenija po fitotoksichnosti [Substantiation hazard class of production and consumption wastes by phytotoxicity].
2. PND F T 14.1:2:4.19-2013 Biologicheskie metody kontrolja. Metodika opredelenija toksichnosti pit'evyh, gruntovyh poverhnostnyh i stochnyh vod, rastvorov himicheskih veshhestv po izmereniju pokazatelej vshozhesti, srednej dliny i srednego suhogo vesa prorostkov semjan kress-salata. [Biological methods control. Method of determining the toxicity of potable water, ground water and waste water, liquid chemicals by measuring emergence, medium length and medium dry weight seedlings seeds of Lepidium sativum].
