Отходы горно-добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды

Азарова, Светлана Валерьевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Отходы горно-добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Отходы горно-добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды"

На правах рукописи

Азарова Светлана Валерьевна

отходы горнодобывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды (на примере объектов республики хакасия)

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

Томск 2005

Работа выполнена в Томском политехническом университете

Научный руководитель: кандидат геолого-минералогических наук, доцент

Язиков Егор Григорьевич.

Официальные оппоненты: доктор геолого-минералогических наук, профессор

Мананков Анатолий Васильевич

кандидат геолого-минералогических наук, доцент Макаренко Николай Андреевич

Ведущая организация: ГУП ТЦ «Томскгеомониторинг»

Защита состоится 16 февраля 2005 года в 14:30 на заседании диссертационного совета К 212.267.07 при Томском государственном универстете по адресу: 634050 г.Томск, пр. Ленина, 36, главный корпус, ауд. 119.

С диссертацией можно ознакомиться в Научной библиотеке Томского государственного университета.

Автореферат разослан «14» января 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

Н.И. Савина

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Горно-добывающая промышленность является одним из наиболее мощных факторов антропогенного преобразования окружающей среды. Тысячи предприятий в мире ежегодно перерабатывают более 35 млрд м3 горнорудной массы. Однако современные технологии позволяют использовать лишь небольшую часть извлекаемой массы пород, а все остальное накапливается в виде отходов, рассеиваемых природными миграционными процессами и являющихся источниками загрязнения природной среды. За два столетия интенсивного развития горнодобывающей промышленности в ряде регионов России накопились гигантские объемы техногенных образований в виде отвалов пустых пород, некондиционных руд, материалов хвосто- и шламохранилищ.

Вопрос воздействия на окружающую среду постоянно увеличивающихся в объемах техногенных массивов стал подниматься очень давно. Наиболее детально он представлен в трудах A.M. Гальперина и др. (1997), А.В. Мананкова и В.П. Парначева (1999), М.А. Пашкевич (2000), В.Е. Лотоша (1996,2001), В.Т. Трофимова и др. (2002).

Одной из ведущих отраслей Республики Хакасия является горно-добывающая промышленность, в которой ведется отработка угольных, железорудных, золоторудных и других месторождений полезных ископаемых, что создает определенные геоэкологические проблемы для территории. Проведенная неполная инвентаризация объектов размещения отвалов и отходов горно-добывающих предприятий показала, что масса вскрышных и отвальных пород, хвостов обогагительных фабрик составляет более 1 млрдт, площади размещения которых занимают более 3 тыс. га (Худяков и др., 2001).

Современные методические рекомендации оценки опасности отходов (Сает и др., 1986; Временный ..., 1987; Голева, 1997,1999, Экологическая ..., 2001; Критерии ... , 2001) ориентированы на определение степени опасности с учетом расчетных геохимических характеристик. Работа Ю.Е. Саета и др. (1986) направлена на выявление источников и оценку воздействия геологоразведочных работ и последующей добычи и переработки руд. В разработке сотрудников ВИМСа (Голева, 1997, 1999, 2001) сделан упор на экологическую оценку рудных месторождений на базе их вещественного состава по видам и индикаторам потенциальной токсичности, а также на основе минералого-геохимических исследований форм нахождения токсичных веществ в природных и техногенных аномалиях.

В последнее время большое внимание уделяется исследованиям биологического действия различных поллютантов. Для этого используется большое число всевозможных тест-объектов - от бактерий до млекопитающих (Рапопорт, 1980; Лекявичус, 1983; Исаев, 1999; Бутовский, 1999; Шеховцова, 2000; Жмур, 2001 и др.). В числе загрязнителей - разные виды отходов (Прядко, 1992; Чубик, 2000 и др.).

Цель работы. Изучить особенности состава отходов угольной, железорудной и камнеобрабатывающей промышленности предприятий Республики Хакасия и

оценить степень их воздействия на почву. Провести комплексную оценку опасности отходов для окружающей среды на основе результатов расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования. В задачи работы входило:

1) изучение геохимического состава отходов предприятий: АООТ «Тейское рудоуправление», ОАО «Угольный разрез Чалпан», ОАО «Саянмрамор»;

2) оценка воздействия отвалов предприятий на почвы в различных ландшафтных условиях;

?) расчет индексов токсичности и степеней опасности отходов предприятий;

4) изучение токсичности отходов предприятий методами биотестирования на основе подвижных форм элементов;

5) апробирование в качестве тест-объекта мушки Drosophila те1апо^аь1вг для отходов предприятий с учетом валовых содержаний элементов;

6) проведение комплексной оценки опасности отходов для окружающей среды.

Исходный материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положены результаты исследований, проводившихся автором совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета в период 1999-2004 гг. на территории Республики Хакасия.

В основу были положены результаты 751 анализа 96 проб, включающих материал пород отвалов, хвостохранилищ, шламоотстойников, золошлаков, почв и твердого осадка снега. В процессе исследования проб выполнено количественное определение элементов атомно-эмиссионным методом с индуктивно связанной плазмой; атомно-абсорбционным с электротермической атомизацией; атомно-абсорбционным «холодного пара»; потенциометрическим; многоэлементным инструментальным нейтронно-активационным и гамма-спектрометрическим анализами; изучение минерально-вещественного состава рентгенофазовым методом, а также определение биологического влияния проб методами биотестирования. В процессе выполнения эксперимента по биотестированию с использованием Drosophila melanogaster всего было изучено 33 805 мух в 38 пробах разных видов отходов. Все аналитические исследования проведены в аттестованных и аккредитованных лабораториях Санкт-Петербурга, Новосибирска, Абакана и Томска Научная новизна работы заключается в следующем:

• дана полная детальная геохимическая характеристика отходов для объектов угольной, железорудной и камнеобрабатывающей промышленности Республики Хакасия;

• проведена оценка воздействия отвалов предприятий на почвы в различных ландшафтных условиях;

• рассчитаны индексы токсичности и степени опасности отходов; выполнено биотестирование проб для подвижных форм элементов:

• впервые апробирована в качестве тест-объекта для определения опасности отходов горно-добывающей промышленности мушка Drosophila melanogaster;

• проведена комплексная оценка опасности отходов для окружающей среды.

Практическая значимость работы. Материалы детальных геохимических исследований послужили основой для проведения расчетов токсичности отходов предприятий ОАО «Саянмрамор», АООТ «Тейское рудоуправление» и ОАО «Угольный разрез Чалпан», а также для сертификации продукции и попутного сырья. По результатам исследований на предприятии ОАО «Саянмрамор» сменен шлиф-порошок для обработки камня, что позволило перейти на более чистую технологию. Породы отвала № 2 «чистый» и материал шламоотстойника №1 рекомендованы для использования в качестве изолирующего инертного материала на полигонах складирования городских бытовых отходов. В рекультивируемом слое почв отвала угольного разреза Чалпан установлены высокие концентрации элементов различных классов опасности, что не позволяет использовать данную площадь для сельскохозяйственного назначения. На Тейском руднике в промпродукте установлены повышенные концентрации золота и палладия, в шламе - золота и платины, что представляет определенный интерес при возможном попутном извлечении данных элементов.

Результаты исследований представлены в отделы охраны окружающей среды предприятий ОАО «Саянмрамор», АООТ «Тейское рудоуправление» и ОАО «Угольный разрез Чалпан», а также в Управление природных ресурсов и охраны окружающей среды МПР по Республике Хакасия для принятия природоохранных мероприятий.

Результаты работы внедрены в ФГУП «Берег», г. Абакан Республики Хакасия.

Материалы диссертационной работы включены в курсы лекций «Экология геологоразведочных работ», «Техногенные системы и экологический риск», а также задействованы в составлении практических и лабораторных занятий по этим курсам для студентов специальности 013600 «Геоэкология» кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета.

Защищаемые положения:

1. Отходы производства объектов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия, характеризующиеся специфическим геохимическим составом, оказывают воздействие на почвы в различных ландшафтных условиях.

2. Существующие методы биотестирования с использованием рачка Daphnia magna и инфузории Paramecium caudatum согласно методическим рекомендациям характеризуют токсичность только водорастворимых соединений отходов предприятий. Применение в качестве тест-объекта мушки Drosophila melanogaster позволило выявить токсичность твердой фазы отходов предприятий с учетом комплекса биологических параметров.

3. Комплексная оценка опасности отходов предприятий на основе результатов расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования позволяет получать наиболее полную объективную информацию о воздействии на окружающую среду.

Апробация работы. Результаты исследований, полученные автором, докладывались на научных форумах различного уровня: V, VI, VII, VIII Международных научных симпозиумах студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2001, 2002, 2003, 2004), VI и VII Международных экологических студенческих конференциях «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ» (Новосибирск, 2001, 2002), Южно-Сибирской международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири» (Абакан, 2003), IV и V межвузовских молодежных научных конференциях (международных) «Школа экологической геологии и рационального недропользования» (Санкт-Петербург, 2003,2004). По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них 4 в центр&чьной печати. Лвгор участвовала в выполнении 3 хоздоговорных тем и 2 грантов по теме исследований, в т.ч гранта Министерства образования РФ № А03-2.13-765.

Объем и содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем 235 страниц, включая 61 таблицу, 102 •рису'нкаисписоклигературы из 165 наименований.

Во введении обоснована актуальность выбранной темы и проведенного исследования. Определены цели и задачи диссертационной работы, изложены основные результаты, обозначен вклад автора в исследования по данной теме, отражена научная новизна работы и практическая значимость полученных результатов.

В первой главе отражено современное состояние и степень изученности вопроса по проблеме накопления и экологической опасности отходов горнодобывающей промышленности.

Во второй главе приводится описание основных методов исследования и видов анализов.

Третья глава посвящена природно-климатической, геологической и геоэкологической характеристике изучаемой территории исследуемых объектов.

В четвертой главе приводится количественная оценка отвальных хозяйств предприятий, минералого-петрографическая характеристика, а также эколого-геохимическая оценка отходов производства.

В пятой главе представлены результаты биотестирования исследуемых материалов с помощью следующих тест-объектов: рачков Daphnia magna, инфузорий Paramecium caudatum, мушек Drosophila melanogaster и культуры клеток крови человека

Шестая глава представляет собой комплексную оценку экологической опасности отходов изучаемых объектов для окружающей среды.

В заключении подведены итоги исследований, сформулированы основные выводы и рекомендации.

Автор выражает особую благодарность научному руководителю доценту, к.г.-м.н. Е.Г. Язикову и научному консультанту профессору, д.г.-м.н. Л.П. Рихванову за внимание, ценные советы и помощь при выполнении работы, а также глубокую признательность профессору, д.м.н. Н.Н. Ильинских, доцентам к.м.н. А.А. Михальчуку и к.х.н. Е.Г. Падшевой, ассистентам Н.А. Новиковой и Е.С. Андреевой за плодотворную работу и полезные консультации по статистике, почвоведению и методу биотестирования на Drosophila melanogaster.

Искреннюю благодарность автор приносит сотрудникам кафедры геоэкологии и геохимии к.г.-м.н. СИ. Арбузову, к.г.-м.н. В.А. Домаренко, к.г.-м.н. А.А. По-целуеву, к.б.н. Н.В. Барановской, к.г.-м.н. А.Ю. Шатилову, к.г.-м.н. И.С. Соболеву, к.г.-м.н. А.В. Волостнову, B.C. Барановскому, Р.Ю. Гаврилову, Г.А. Бабченко, с.н.с. А.Ф. Судыко, инженеру Л. В. Богутской за ценные советы, выполнение аналитики и помощь при написании и оформлении работы, а также сотрудникам кафедры бурения асе. Л.Н. Нечаевой, кафедры топлива к.т.н. С.Г. Маслову Томского политехнического университета, сотрудникам гидрогеохимической лаборатории ГУП ТЦ «Томскгеомониторинг» Т.Д. Кириленко, Н.И. Мазуриной и лаборатории радиационного контроля ОГУ «Облкомприрода» Ю.Г. Зубкову и Ю.А. Громову за помощь при выполнении анализов. Автор также особо благодарен руководству и сотрудникам предприятий ОАО «Саянмрамор», АООТ «Тейское рудоуправление», ОАО «Угольный разрез Чалпан» и Управления природных ресурсов и охране окружающей среды МЕР по Республике Хакасия за помощь и содействие в выполнении работ.

Основные защищаемые положения

На территории Тейского железорудного месторождения сформированы четыре отвала вскрышных пород общим объемом 150179,2 тыс. м3, занимающие площадь 241,2 га, а также хвостохранилище, шламоотстойник, золоотвал и золоотстойник (табл.1).

Минералого-петрографический состав отвалов Тейского железорудного месторождения достаточно разнообразен (рис. 1).-

Содержание многих компонентов в породах отвалов находится в концентрациях ниже ПДК, ОДК и фона для бурых почв горно-таежного ландшафта,

Таблица 1

Результаты инвентаризации объектов размещения отходов АООТ «Тейское рудоуправление»

Объект размещения отходов Площадь отходов, га Объем,тыс м

Отвалы вскрышных пород «Северный» 14 6300

«Южный» 205 132453,2

«Южный-1» 11.1 1373,6

«Южный-2» 11,1 10052,4

Отходы обогащения (хвосты) 19,1 12331,9

Шламы 0,4 1,71

Золошлаки золоотвала 0,9 36,4

золоотстойника 0,5 7,5

Рис 1. Обобщенный минералого-петрографический состав пород отвала «Северный»

однако ряд элементов представляет особый интерес (табл. 2) Для почв отвала «Северный» в горизонте А наблюдаются повышенные концентрации As относительно Ц Д К , а Сг и Си - фона для почв В зоне ВЛИЯНИЯ отвала «Южный» в почвах зафиксированы повышенные концентрации Лб, Zn, № и Си. Учитывая специфику геохимического спектра в породах отвалов «Южный-1» и «Южный-2», можно констатировать, что наблюдается незначительное перераспределение Лб, Zn, № и Си в почвах. Материал шлама хвостохранилшца характеризуется повышенным содержанием относительно ПДК Лб, Б (водная форма), Сг и Си (подвижные формы

Таблица 2

Содержание химических элементов (мг/кг) в породах отвалов

ОАО

Элементы АООТ «Тейское рудоуправление» ОАО « Саянмрамор » «Угольный разрез Чалпан» ПДК (ОДК) Фон для бурых (каштановых) почв Кларк в земной

отвалы для почв коре*

Северный Южный Южный-1 Южный-2 №1 грязный №2 чистый № 1 гранитный №2 гранитный внешний

АБ 7,9 17,3 3,8 18,6 7,8 1,1 1,12 10,2 13,5 2(5) 1,7

еа 0,3 0,21 0,29 0,28 0,3 0,2 0,13 0,12 0,31 (1) 0,25 0,13

ий 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,03 0,08 0,068 0,103 2,1 0,083

8е <0,5 <0,5 <0,5 1,15 1,9 0,5 0,63 0,5 1,8 0,05

РЬ 43,6 7,3 4,2 3,1 2,8 0,5 3,3 3,5 7,5 32 (65) 23 (30) 16

гп , 382,9 41,8 21,5 35,5 91 13,3 511,7 64,6 88,5 (ПО) 52 (70) 83

Б. 4,38 3,0 2,4 2,5 3,3 1 4Д 5,4 7,6 10

В 54,3 86,4 70,8 60,7 34,6 1 15,3 46,9 59,9 12

Со 3,2 7 4,6 9,9 14,3 0,9 4,1 68 8,1 12 (25) 18

N1 16,7 14,4 8,6 9,1 41,7 3,5 31,5 51,3 35,38 (40) 14 (58) 58

Мо 2 2,3 2 2 12 2 1,7 2,5 2 2(1,7) 1,1

8Ь 6,6 но. 1.8 но. н.о. н.о. н.о. и.о. 4.7 4,5 0,5

Сг 75,9 35,7 25,5 59 144 19,8 186 297 52,3 54 (120) 83

Си 874,4 392,3 31,2 168 33,4 8,1 13,1 25 65,8 (66) 13 (28) 47

Ба 24,6 49,8 125 106,6 103,2 31,5 189 204 113 650

V 53,3 50 50 66 120 57 66 51 91,7 150 80 (120) 90

W 20 н.о. н.о. н.о. 30 н.о. 30 н.о. 1,3

Мп 448 674 425 558 587 102,8 416 64,6 370 1500 (800) 1000

8г 98,1 121,7 134 82,95 132,7 267 143 221,5 49 340

и 5,8 7,4 4,8 н.о. 10 5,3 4,3 6 6,8 2,5

ТЬ 3,2 1,3 2,6 1,8 10 0,5 19 14 4,2 13

ТЬ/И 0,6 0,2 0,5 1 0,1 4,4 2,3 0,62 5,2

Примечание: ББ - вытяжка водным раствором, и.о. - элемент не определен, * - кларк в земной коре принят по А.П.Виноградову (1962).

из буферных растворов); Сё, Со, N1 и Мо - фоновых величин для бурых почв, В и и -кларка в земной коре. В зоне влияния хвостохрапилища в почвах фиксируются повышенные концентрации Лб, N1 и Си. Материал шлама отстойника характеризуется повышенными концентрациями Лб, V, Б (водная подвижная форма), N1, Си, Со, Сг, В и И относительно нормативных показателей. В золошлаковых отходах отмечаются повышенные концентрации Лб, Сг, Си, В, 8г и И. В почвах, находящихся в зоне влияния золошлаковых отходов, наблюдается перераспределение Лб, N1 и Си. В качестве примера на рис. 2-5 представлено содержание Лб и Сг, Со и N1 в фоновой пробе, в отвале и почвах близ отвалов «Северный» и «Южный» Тейского железорудного месторождения соответственно.

в Ii ж в if )

1 2 3

Ш!0А1-»~ИДК(2 min)

Рис.2. Диаграмма содержания As в почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2) и почве (3) близ отвала «Северный» АООТ «Тейское рудоуправление»

Рис.3. Диаграмма содержания Сг в почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2) и почве (3) близ отвала «Северный» АООТ «Тейское

рудоуправление»

Рис.4. Диаграмма распределения Со в почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2) и почве (3) близ отвала «Южный» АООТ «Тейское рудоуправление»

Рис.5. Диаграмма содержания N1 в почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2) и почве (3) близ отвала «Южный» АООТ «Тейское рудоуправление»

Отходы производства ОАО «Саянмрамор» представлены отвалами вскрышных пород и материалом шламоотстойников (табл. 3).

Преимущественное количество химических элементов в отходах производства изучаемого объекта содержится в концентрациях ниже нормативных показателей (см. табл. 2).

Таблица 3

Результаты инвентаризации объектов размещения отходов ОАО «Саянмрамор»

Объект размещения отходов Площадь отходов, га Объем, м

Отвалы вскрышных пород № 1 «грязный» 11 597800

№ 2 «чистый» 16 1031100

№ 1 (гранитный) 2,06 681700

№ 2 (гранитный) 0,94 340100

Шламоотстойник № 1 0,9038 30000

Шламоотстойвик № 2 0,112 30000

Относительно пород отвалов в почвах наблюдается перераспределение Лб, № и Zn. В материале шламоотстойника № 1 отмечаются повышенные концентрации 8е, В и и. Среди подвижных форм элементов фиксируется превышение ПДК по Сг в 70,1 раза (извлеченный буферным раствором), который попадает в материал в процессе технологической обработки камня. В ходе выполнения научно-исследовательских работ было сделано заключение о поступлении избыточного количества Сг со шлиф-порошком, который в последующем был заменен. В настоящее время используется новая технология обработки камня, чго существенно сказалось на содержании загрязняющих комнонентов в шламе, так, концентрация Сг уменьшилась с 420,8 мг/кг до 53,2 мг/кг. В золошлаковых отходах фиксируются повышенные концентрации Лб, Сг и И, а также подвижных форм элементов относительно ПДК по Сг в 12,1 раза и Си в 1,1 раза (извлечение буферным раствором). Для примера приведено поведение мышьяка в отвалах и почвах близ отвалов ОАО «Саянмрамор» (рис.6-7).

Рис.6. Диаграмма содержания Лб в породах отвалов: № 1 «грязный» (1), № 2 «чистый» (2), № 1 «гранитный» (3) и № 2 «гранитный» (4) ОАО «Саянмрамор»

Рис.7. Диаграмма содержания Лб в почвах близ отвала № 1 «грязный» (1), отвала № 2 «чистый» (2), № 1 «гранитный» (3) и отвала № 2 «гранитный» (4) ОАО «Саянмрамор»

Источниками образования отходов на предприятии угольного разреза Чалпан являются добычной разрез и промышленно-отопительная котельная, которые находятся в степной ландшафтной зоне. Внешний отвал вскрышных пород занимает территорию в 7,9 га, а золоотвал расположен на промышленной площадке размером 40 х 40 метров с небольшим количеством отходов. Геохимическая характеристика отходов представлена в табл. 2.

Сравнительная геохимическая характеристика предмета исследования приведена на рис. 8-9. В обобщенной выборке почв в горизонте А наблюдаются повышенные концентрации As по сравнению с ПДК и V по сравнению с фоном для каштановых почв. Учитывая распределение компонентов по почвенным горизонтам А - АВ - ВС - CD, следует выделить горизонт АВ (горизонт вмывания), где происходит аккумуляция техногенных компонентов Zn, В, №, Сг, Си, Ва и Мп. Наряду с этим отмечается природная обогащенность почвообразующсго горизонта CD следующими элементами - Л«, V и Sг. Кроме того, в почвах рекультивированного участка отмечаются повышенные концентрации Сё, Щ, Zn, Б, В, №, Си, Ва, Мп и Sг.

Рис.8. Диаграмма распределения Сё в почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2), почве (3) и рекультивированном участке отвала (4) ОАО «Угольный разрез Чалпан»

Рис.9. Диаграмма распределения БВ В почве (фоновая точка) (1), породах отвала (2), почве (3) и рекультивированном участке отвала (4) ОАО «Угольный разрез Чалпан»

2. Существующие методы биотестирования с использованием рачка Daphnia magna и инфузории Раттесшт caudatum согласно методическим рекомендациям характеризуют токсичность только водорастворимых соединений отходов предприятий. Применение в качестве тест-объекта мушки Drosophila melanogaster позволило выявить токсичность твердой фазы отходов предприятий с учетом комплекса биологических параметров.

'Огромную роль в определении биологического влияния играют методы биотесаирования. Учитывая количественный и качественный потенциал разнообразных методов, опыт многих исследователей (Рапопорт, 1966; Лекявичус, 1983; Дубинин, 1986; Жмур, 1997; Евгеньев и др., 1999 и др.), а также отсутствие универсального тест-объекта, одинаково чувствительного ко всем поллютантам, для оценки токсичности отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия была выбрана группа тест-объектов: рачки Daphnia magna (рис. 10) и инфузории Paramecium caudatum (рис. 11), мушки Drosophila melanogaster (рис. 12) и культура клеток крови человека (цитогенетический анализ) (рис. 13).

По результатам биотестирования с использованием в качестве тест-объекта рачков Daphnia magna материал отходов горно-добывающей промышленности не обладает острой токсичностью; с использованием инфузориий Paramecium caudatum - для проб Тейского железорудного месторождения 4 характеризуются допустимой

степенью токсичности и 2 умеренной, для ОАО «Саянмрамор» - 2 допустимой и 3 умеренной, а для угольного разреза Чалпан - 1 и 3 соответственно.

Рис 10. Daphnia magna как тест-объект (Жмур, 2001)

Рис 11 Paramecium caudatum как тест-объект (Грин, 1996)

Рис 12. Drosophila melanogaster как тест-объект

ШеяимЯкхяя!.

Рис. 13 Клетки крови человека как тест-объект (Грин, 1996)

Drosophila melanogaster в связи с наибольшей изученностью по сравнению с другими живыми объектами на сегодняшний день является оптимальным тест-объектом. В медицине долгое время применяется методика биотестирования на дрозофилах (Медведев, 1968, Методические .., 1998, Леонидов и др ..., 1999) Автором впервые применяется данная методика для оценки токсичности отходов горно-добывающей промышленности

Для постановки эксперимента были взяты линии дрозофил yellow (у) и singed (sn) У yellow желтое тело и прямые щетинки, у singed тело серого цвета и опаленные щетинки. В пробирках с готовым кормом для размножения оставляли в течение 24 ч 2 самок и 1 самца. Контрольные и опытные группы формировали одновременно и идентично В дальнейшем следили за развитием нового поколения Биотестирование проводилось при разных концентрациях исходного материала в среде (20% и 0,2%) В процессе выполнения эксперимента всего было изучено 33 805 мух в 38 пробах разных видов отходов (7 838 самок и 7 713 самцов в контроле, 10 343 самок и 7 911 самцов в опыте)

Основной упор при определении воздействия отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия на мушках сделан применительно к следующим показателям 1) соотношение полов, 2) морфозы (рис 14-15) Данные параметры обработаны с помощью статистического аппарата (критерий соответствия •£ и U-

критерий Лапласа), который используется в медицинских исследованиях (Глотов, 1982, Лакин, 1990, Беленький, 1963, Левина, 1993 и др) Почти для всех проб результаты статистических методов подтверждают, что если различия значимы, то как по х2 так и по И-критерию Лапласа, и наоборот (рис 16) Подобные операции проводились и для параметра наличия морфозов Кроме вышеуказанных параметров, в качестве дополнительной информации оценивались высога подъема куколок и сроки развития

Рис 14 Морфозы короткая щетинка Рис 15 Морфозы загнутая щетинка

пробы АООТ «Тейское рудоуправление»

пробы ОАО «Саянмрамор»

пробы ОАО «Угольный разрез Чалпан»

Рис 16 Диаграмма распределения величин уровня значимости для параметра «соотношение полов» при разных концентрациях пробы в среде (первый столбец в кащдой пробе - расчет по второй - по U^ft,, уровни значимости < 0,005 - высокозначимый, 0,005-0,05 - статистически значимый, 0,05-0,1 - слабозначимый, > 0,1 - незначимый)

Проведенная статистическая обработка позволила выделить три однородные выборки, внутри которых возможно сравнение степеней влияния проб Далее представлены результаты самой большой выборки (26 проб из 38) Об интенсивности

влияния изучаемых проб можно сказать следующее: наименьшее воздействие оказывают породы отвала «Северный» (проба №99113) Тейского железорудного месторождения, далее по увеличению воздействия - породы отвала (пробы № 99217, 99211) угольного разреза Чалпан, мраморная крошка (№99519) ОАО «Саяямрамор», золошлаковые отходы (№9924) и породы отвала (№99216) угольного разреза, а также материал хвостохранилища (№99121) железорудного месторождения. Затем материал шламоотстойника (№9915), почва рекультивируемой части отвала (№ 99218) угольного разреза Чалпан, породы отвала «Южпый» (№99119), почва между отвалами №1 и №2 гранитными (№995610), а также породы отвала №1 «гранитный» ОАО «Саянмрамор» (№995211) (20-25%) разных месторождений с одинаково высокой степенью, материал шламоотстойника (№9915) (10%). Далее породы отвала «Северный» (№99111) и «Южный» (№99119) (0,2%) Тейского железорудного месторождения с наибольшей одинаковой для данных проб степенью влияния относительно остальных. Остальные пробы токсического действия не оказывают.

Проведенная статистическая обработка для параметра паличия морфоз, подобно соотношению полов, показала кроме наличия или отсутствия биологического влияния результаты по интенсивности в выборке, представленной на рис. 17.

а ' .................—.........-......................................— 1

од--1

0,05......................................................................1

0.01 0,105 0,001

0,0001 0,00001 0,000001 0,0000001

номер 99115 99121 59122 99525 99543 9924

пробы

- пробы АООТ «Тейское рудоуправление»

- пробы ОАО «Саянмрамор»

- пробы ОАО «Угольный разрез Чалпан»

Рис. 17. Диаграмма распределения величин уровня значимости для параметра «наличие морфозов» при 0,2 % концентрации пробы в среде (первый столбец в каждой пробе - расчет по второй - по уровни значимости: < 0,005 -

высокозначимый, 0,005-0,05 - статистически значимый, 0,05-0,1 - слабозначимый, > 0,1 - незначимый)

Наибольшая степень влияния характерна для золошлаковых отходов (проба №9924), наименьшая - для пород отвала «Южный-1» (№99116). Затем материал

хвостохранилища (№99121), что подтверждается параметром соотношения полов. Далее по убыванию - материал хвостохранилища (№99122) Тейского железорудного месторождения, золошлаковые отходы (№99543) и материал шламоотстойника (№99529) ОАО «Саянмрамор». Различия между значениями и а ии „¡а, связаны с особенностями статистических методов.

По результатам корреляционного анализа отмечается заметное различие между биологическими показателями при разных концентрациях исследуемой пробы в питательной среде мух. Цинк снижает количество потомков и отодвигает срок окукливания. Это позволяет говорить о его самостоятельном токсическом или генотоксическом действии в составе проб. На наш взгляд, это самый сильный из выявленных в данном исследовании эффектов, так как уменьшение числа потомков наиболее значимый показатель, обладающий суммарным эффектом.

Для обработки результатов цитогенетического анализа на культурах клеток крови человека был введен показатель изменчивости К для изучаемых клегок. Этот показатель фиксирует, насколько полученная величина того или иного параметра больше значения в контрольной пробе. Результаты представлены в виде диаграммы (рис.18).

Рис. 18. Диаграмма распределения величин показателя изменчивости по результатам

цитогенетического анализа отходов (1 столбец в каждой пробе - клетки с аберрациями хромосом с одиночными фрагментами; 2-е двойными фрагментами; 3-с хроматидными обменами; 4-е хромосомными обменами; 5 - клетки с • гиперплоидным набором хромосом; 6 - клетки с полиплоидным набором хромосом; - линия на рисунке соответствует нормируемой величине)

По величине показателя изменчивости К установлено, что наибольшим мутагенным действием характеризуются пробы с отвала гранитов № \ ОАО «Саянмрамор», отвала «Северный» Тейского железорудного месторождения и внешнего отвала угольного разреза Чалпан Наименьшим - пробы пород с отвала «грязный» ОАО «Саянмрамор», в которых устанавливается высокая концентрация 8е (сильный антимутаген)

3. Комплексная оценка опасности отходов предприятий на основе результатов расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования; позволяет получать наиболее полную объективную информацию о воздействии на окружающую среду.

Комплексная оценка опасности отходов для окружающей среды проводится с расчетами индекса токсичности (Временный ..., 1987), показагеля степени опасности отхода (Критерии ..., 2001), а также суммарного показателя загрязнения (Методические ..., 1982; Геохимия ..., 1990) Для нормирования был принят кларк в земной коре по А П Виноградову (1962). Расчет проводился по 15 элементам (Лб, 8е, Щ, РЬ, Сё, Zn, Со, Сг, Си, В, №, Мп, V, Ва и 8г), которые опюсятся к 1,2 и 3 классам опасности (ГОСТ 17.4.1.02-83). Результаты расчетов по указанным методикам приведены в табл. 4-5.

Таблица 4

Величины индекса токсичности (ИТ) и показателя степени опасности (ПСО)

отходов предприятий

Предприятие Вид пробы ИТ (Временный.. , 1987) ПСО (Критерии. ,2001)

АООТ «Тейское рудоуправление» Породы отвалов «Северный» 106,5 6,49

«Южный» 109,7 3,49

«Южный-1» 145,5 15

«Южный-2» 112,9 2,72

Шлам хвостохранилища 99,6 4,23

Шлам отстойника 448,8 4,08

Золошлаковые отходы 281,6 2,21

ОАО «Саянмрамор» Породы отвалов № 1 «грязный» 472,5 3,43

№2 «чистый» 899,4 0,6

№ 1 гранитный 752,3 3,21

№ 2 гранитный 894,4 4,07

Шлам отстойника №1 481,0 3,65

Шлам отстойника №2 672,3 1,06

Мраморная крошка 899,5 0,61

Мраморная пыль 599,8 0,49

Золошлаковые отходы 676,6 3.07

ОАО «Угольный разрез Чалпан» Отвал 313,9 2,4

Золошлаковые отходы 566,4 6,03

Согласно градации нормативных документов К> 30, IV класс - малоопасные К<10, V класс - практически неопасные

По результатам расчетов отходы предприятий относятся к IV и V классам опасности соответственно, то есть к малоопасным и практически неопасным. Исходя аз рекомендаций (Критерии..., 2001), для отходов, отнесенных к V классу опасности, проведено биотестирование на дафниях, что подтвердило отсутствие отрицательного влияния проб. В исследованиях автора было использовано дополнительно 3 тест-объекта (инфузории, мушки, культура клеток крови человека), чтобы максимально охватить воздействие на живые организмы (табл. 6).

Таблица 5

Величины суммарного показателя загрязнения (СПЗ) и кларки концентраций

(КК) отходов предприятий

Предприятие Вид пробы СПЗ Степень загрязнения КК

АООТ «Тейское рудоуправление» Породы отвалов «Северный» 27,2 средняя Cujgfe AS46, Zot6

«Южный» 12,7 низкая ASio.2, Cllgj.Bu

«Южный-1» 1,3 низкая b5.9, as22, Cd22

«Южный-2» 35 высокая Se23, Asio,9 b5.1

Шлам хвостохранилища 38,4 высокая As22, B16, Cdj.8

Шлам отстойника 37 высокая в 29.:, as22j, CO4J

Золошлаковые отходы 0,2 низкая AS4 2, B2 4 Cri 3

ОАО «Саянмрамор» Породы отвалов №1 «грязный» 41,7 высокая Se3g

№2 «чистый» 1 низкая Seio

№ 1 гранитный 7,8 низкая SCi2.7

№ 2 гранитный 19,1 средняя SeI0 As«

Шлам отстойника №1 3,5 низкая в l.24

Шлам отстойника №2 2,5 низкая Se,0

Мраморная крошка 1 низкая Seio

Мраморная пыль 14 низкая Se24

Золошлаковые отходы 23,9 средняя Bioj, Seio, Cdi2

ОАО «Угольный разрез Чаппан» Отвал 44,4 высокая Se35.i, as7.9, b49

Золошлаковые отходы 29,5 средняя B14.6, Seio

Согласно градации ш степень загрязнения: низкая (< 16), средняя (16-32), высокая (32-128), очень высокая (> 128)

Водная вытяжка проб отходов для рачков Daphnia magna Straus острой токсичностью не обладает, тогда как для инфузорий ряд проб характеризуется умеренной степенью токсичности. По результатам на мушках Drosophila melanogaster и культуре клеток крови, часть проб отходов производства характеризуется наличием токсического (мутагенного) действия. Так как в данном исследовании четыре группы биотестов, то логично принимать однозначно за опасные отходы те, результаты которых по наличию биологического действия подтверждаются хотя бы двумя методами. Соответственно к опасным следует отнести: породы отвала «Южный-1», шлам хвостохранилища и отстойника Тейского железорудного месторождения; породы отвала № 1 гранитный, шлам отстойника № 1 и золошлаковые отходы ОАО «Саянмрамор»; породы отвала и золошлаки угольного разреза Чалпан.

По результатам исследования для изучаемых видов отходов отмечаются разные степени загрязнения по величине суммарного показателя загрязнения и биологическому воздействию (см. табл.5-6, рис.18).

Таблица 6

Результаты биотестирования отходов предприятий

Предприятие Вид пробы Тест-объекты

1 2 3 1 4

АООТ «Тейское рудоуправление» Породы отвалов «Северный» Ш§

«Южный» н.о

«Южный-1» щш шИи

«Южный-2» н.о 1 и.о.

Шлам хвостохраншшща

Шлам отстойника 11111111

Золошлаковые отходы н.о.

ОАО «Саянмрамор» Породы отвалов №1 «грязный» pllf

№ 1 гранитный

Шлам отстойника №1 ■И

Мраморная крошка ШШз к о

Золошлаковые отходы Я шшш

ОАО «Угольный разрез Чалпан» Отвал ж

Золошлаковые отходы * SIlSi

Примечание: 1 - Daphma magna Straus, 2 - Paramecium cauchtum, 3 - Drosophila melanogasler, 4 - культура клеток крови человека

наличие биологического влияния отсутствие биологического влияния не определялось

Заключение

На основе выполненных комплексных исследований отходов горнодобывающих предприятий Республики Хакасия получены следующие выводы.

1. Отходы горно-добывающих предприятий Республики Хакасия, характеризуются специфическим минералого-петрографическим и геохимическим составом. Основными элементами-загрязнителями, накапливающимися в отходах Тейского железорудного месторождения, являются мышьяк и медь, ОАО «Саянмрамор» -селен, кадмий и бор, угольного разреза Чалпан - селен, бор и мышьяк. Величина суммарного показателя загрязнения изменяется от низкой до высокой степени.

2. Наибольшее влияние испытывают на себе почвы, находящиеся в зоне влияния отвалов «Северный» и «Южный» Тейского железорудного месторождения, а также № 1 «грязный» и № 1 гранитный ОАО «Саянмрамор».

3. В рекультавируемом слое почв отвала угольного разреза Чалпан установлены высокие концентрации элементов различных классов опасности, что не позволяет использовать данную площадь для сельскохозяйственного назначения.

4. Рациональный комплекс методов оценки опасности для получения наиболее полной, объективной информации должен включать результаты расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования с использованием группы тест-объектов для оценки биологического влияния.

Список опубликованных работ автора по теме диссертации

1. Азарова С В. Эколого-геохимическая оценка и токсичность пород внешнего отвала угольного разреза «Чалпан» // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. V Междунар. науч. симп. им. акад. М.А.Усова студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во 8ТТ, 2001. - С.479-480.

2. Азарова СВ. Эколого-геохимическая оценка и токсичность отходов производства угольного разреза «Чалпан» (Республика Хакасия) // Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ: Мат. VI Междунар. экол. студ. конф. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2001. - С.90-92.

3. Азарова СВ. Геоэкологические проблемы угольных разрезов Республики Хакасия (на примере угольного разреза Чалпан) // Экология Южной Сибири: Тр. Южно-сибирской Междунар. науч. конф. студентов и молодых ученых 21-24 ноября 2001 в г. Абакане. Т. 2. - Красноярск: ИЦ КрасГУ, 2001. - С.71-72.

4. Азарова СВ. Отвал вскрышных пород и его воздействие на почву (на примере >гольного разреза Чалпан Республики Хакасия) // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. VI Междунар. науч. симп. им. акад. М.А.Усова студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во НТЛ, 2002. - С.417-418.

5. Усманова Т.В., Азарова СВ . Экологическая составляющая в оценке техногенных месторождений // Актуальные задачи современных горно-технологических комплексов и пути их решения: Тез. докл. республ. науч.-техн. конф. - Навоий: Изд-во НГГИ, 2002. - С.95-96.

6. Азарова СВ. Применение методики биотестирования для определения токсичности отходов горно-добывающих предприятий (на примере месторождений Хакасии) // Экология России и сопредельных территорий. Экологический кагализ: Мат. VII Междунар. эколог, студен, конф. - Новосибирск: Изд-во НГУ, 2002. - С.6-8.

7. Язиков Е.Г., Худяков В.М., Азарова СВ. Геоэкологические исследования отвальных хозяйств горно-добычных предприятий для оценки токсичности отходов (на примере объектов Хакасии) // Техногенная трансформация геологической среды: Мат. междунар. науч.-практ. конф. (Россия, Екатеринбург, УГТГА, 17-19 декабря 2002г.). - Екатеринбург: Изд-во УГГГА; Изд-во АМБ, 2002. - С.222-225.

8. Язиков Е.Г., Худяков В.М., Азарова СВ. Отвалы горно-добывающего производства: комплексная оценка токсичности (на примере объектов Республики Хакасия) // Известия вузов. Геология и разведка. - 2003. - № 3. - С.93-97.

9. Язиков Е.Г., Худяков В.М., Азарова СВ. Геоэкологические проблемы угледобывающих предприятий и геохимическая оценка воздействия отвалов на почвы (на примере угольного разреза Чалпан, Республика Хакасия) // Известия Томского политехнического университета. - 2002. - Т. 305. - Вып.6. - С.433-445. Ю.Азарова СВ. Комплексная оценка токсичности отходов горно-рудного производства (на примере объектов Республики Хакасия) // Сергеевские чтения. Вып.5. Молодежная сессия: Мат. год. сессии научного совета РАН по проблемам геоэкологии, инженерной геологии и гидрогеологии (24-25 марта 2003). - М.: ГЕОС, 2003.-С.206-210.

П.Язиков Е.Г., Азарова СВ. Эколого-геохимическая характеристика отходов горнодобывающего предприятия, их токсичность и воздействие на почвы // Горный журнал.-2003.-№ 11.-С.61-64.

12. Азарова С В. Биотестирование отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия различными методами // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. VII Междунар. науч. симп. им. акад. М.А.Усова студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во НТЛ, 2003. - С. 579-581.

13. Азарова СВ. Результаты биотестирования отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия с использованием Drosophila melanogaster II Школа экологической геологии и рационального недропользования (Экогеология-2003): Мат. IV Межвуз. молодеж. науч. конф. - СПб. 2003. - С. 127-128.

Н.Азарова СВ. О возможности применения методики биотестирования отходов горно-добывающих предприятий с использованием инфузорий // Экология Южной Сибири и сопредельных территорий: Мат. Междунар. науч. школы-конф. студентов и молодых ученых 26-29 ноября 2003г. в г. Абакане. Т. 2. - Красноярск: ИЦ КрасГУ,

2003.-С.6-7.

15. Азарова СВ., Язиков Е.Г., Ильинских Н.Н. и др. Генетическая оценка биологического влияния отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия с использованием Drosophila melanogaster II Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии: Сб. науч. работ. Вып.З. - Томск: Изд-во СГМУ,

2004.-С.9-12.

16. Азарова СВ., Язиков Е.Г., Ильинских Н.Н., Новикова Н.А. Сравнительная оценка токсичности отходов горно-добывающих предприятий с использованием методов цитогенетического и генетического анализа // Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии: Сб. науч. работ. Вып.З. - Томск: Изд-во СГМУ, 2004. -С.13-16.

П.Азарова СВ. Сравнительный анализ результатов биотестирования отходов горнодобывающих предприятий Республики Хакасия // Проблемы геологии и освоения недр: Тр. VIII Междунар. науч. симп. им. акад. МАУсова студентов, аспирантов и молодых ученых. - Томск: Изд-во НТЛ, 2004. - С. 690-693.

18. Азарова СВ. Методы биотестирования в анализе отходов горнодобывающих предприятий // Школа экологической геологии и рационального недропользования (Экогеология-2004): Мат. V межвуз. молодеж. науч. конф. - СПб. 2004. - С. 183-184.

19. Азарова СВ., Язиков Е.Г., Ильинских Н.Н. Оценка экологической опасности отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия с применением метода биотестирования // Известия Томского политехнического университета. - 2004. -Т.307-№4.-С.55-59.

Тираж 100. Заказ 08. Томский государственный университет систем управления и радиоэлектроники. 634050, г. Томск, пр. Ленина, 40

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Азарова, Светлана Валерьевна

Введение.

Глава 1. Отходы горно-добывающей промышленности и их опасность для окружающей среды.

1.1. Основные понятия и классификация. ф 1.2. Отходы производства в мире и проблемы влияния их на окружающую среду.

1.3. Количественная оценка отходов горно-добывающих предприятий в России и Сибири.

1.4. Геоэкологические проблемы горно-добывающих предприятий.

1.4.1. Антропогенное воздействие на воздушный бассейн.

1.4.2. Антропогенное воздействие отходов на водный бассейн.

1.4.3. Влияние открытых горных выработок на ландшафт и почвы.

1.4.4. Геоэкологические проблемы горно-добывающих предприятий Хакасии.

Глава 2. Методика исследований. щ 2.1. Общая методика исследований. Объекты.

2.2. Методика аналитических исследований.

2.3. Методика обработки информации.

Глава 3. Природно-климатическая, геологическая и геоэкологическая характеристика района исследования.

3.1. Характеристика территории деятельности АООТ «Тейское рудоуправление».

3.2. Характеристика территории деятельности ОАО «Саянмрамор».

3.3. Характеристика территории деятельности ОАО «Угольный разрез Чалпан».

Глава 4. Отходы производства и их минералого-геохимическая щ характеристика.

4.1. АООТ «Тейское рудоуправление».

4.2. Характеристика отвального хозяйства ОАО «Саянмрамор».

4.3. ОАО «Угольный разрез Чалпан».

Глава 5. Биотестирование.

5.1. Обзор методов биотестирования.

5.2. Методы биотестирования для оценки экологической опасности отходов горно-добывающей промышленности.

5.2.1. Дафнии, как тест-объект.

5.2.2. Инфузории, как тест-объект.

5.2.3. Drosophila melanogaster, как тест-объект. m 5.2.4. Кровь, как тест-объект.

Глава 6. Комплексная оценка опасности отходов для окружающей среды.

6.1. Расчетный способ, как метод определения опасности отходов для окружающей среды.

6.2. Расчетно-экспериментальный способ, как метод оценки опасности отходов для окружающей среды.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Отходы горно-добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды"

Актуальность работы. Горно-добывающая промышленность является одним из наиболее мощных факторов антропогенного преобразования окружающей среды. Тысячи предприятий в мире ежегодно перерабатывают более 35 млрд м3 горнорудной массы. Однако современные технологии позволяют использовать лишь небольшую часть извлекаемой массы пород, а все остальное накапливается в виде отходов, рассеиваемых природными миграционными процессами и являющихся источниками загрязнения природной среды. За два столетия интенсивного развития горно-добывающей промышленности в ряде регионов России накопились гигантские объемы техногенных образований в виде отвалов пустых пород, некондиционных руд, материалов хвосто- и шламохранилищ.

Вопрос воздействия на окружающую среду постоянно увеличивающихся в объемах техногенных массивов стал подниматься очень давно. Наиболее детально он представлен в трудах A.M. Гальперина и др. (1997), А.В.Мананкова и В.П. Парначева (1999), М.А. Пашкевич (2000), В.Е. Лотоша (1996, 2001), В.Т. Трофимова и др. (2002).

Одной из ведущих отраслей Республики Хакасия является горнодобывающая промышленность, при которой ведется отработка угольных, железорудных, золоторудных и других месторождений полезных ископаемых, что создает определенные геоэкологические проблемы для территории. Проведенная неполная инвентаризация объектов размещения отвалов и отходов горно-добывающих предприятий показала, что масса вскрышных и отвальных пород, хвостов обогатительных фабрик составляет более 1 млрд т, площади размещения которых более 3 тыс. га (Худяков и др., 2001).

Современные методические рекомендации оценки опасности отходов (Сает и др., 1986; Временный 1987; Голева, 1997, 1999, Экологическая ., 2001; Критерии ., 2001) ориентированы на определение степени опасности с учетом расчетных геохимических характеристик. Работа Ю.Е. Саета и других

1986) направлена на выявление источников и оценку воздействия геологоразведочных работ и последующей добычи и переработки руд. В разработке сотрудников ВИМСа (Голева 1997, 1999, Экологическая ., 2001) сделан упор на экологическую оценку рудных месторождений на базе их вещественного состава по видам и индикаторам потенциальной токсичности, а также на основе минералого-геохимических исследований форм нахождения токсичных веществ в природных и техногенных аномалиях.

В последнее время большое внимание уделяется биологическому действию различных поллютантов. Для этого используется большое число всевозможных тест-объектов от бактерий до млекопитающих (Рапопорт, 1980; Лекявичус, 1983; Исаев, 1999; Бутовский, 1999; Шеховцова, 2000; Жмур, 2001 и др.). В числе загрязнителей - разные виды отходов (Прядко, 1992; Чубик, 2000 и др.).

Цель работы. Изучить особенности состава отходов угольной, железорудной и камнеобрабатывающей промышленности предприятий Республики Хакасии и оценить степень их воздействия на почву. Провести комплексную оценку опасности отходов для окружающей среды на основе результатов расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования.

В задачи работы входило:

1) изучение геохимического состава отходов предприятий: АООТ «Тейское рудоуправление», ОАО «Угольный разрез Чалпан» и ОАО «Саянмрамор»;

2) оценка воздействия отвалов предприятий на почвы в различных ландшафтных условиях;

3) расчет индексов токсичности и степеней опасности отходов предприятий;

4) изучение токсичности отходов предприятий методами биотестирования на основе подвижных форм элементов;

5) апробировать в качестве тест-объекта мушку БгоБоркИа melanogaster для отходов предприятий с учетом валовых содержаний элементов;

6) проведение комплексной оценки опасности отходов для окружающей среды.

Исходный материал и методы исследований. В основу диссертационной работы положены результаты исследований, проводившиеся автором совместно с сотрудниками кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета в период 1999-2004 г.г. на территории Республики Хакасия.

В основу были положены результаты 751 анализа 96 проб, включающих материал пород отвалов, хвостохранилищ, шламоотстойников, золошлаков, почв и твердого осадка снега. В процессе исследования проб было выполнено количественное определение элементов атомно-эмиссионным методом с индуктивно-связанной плазмой; атомно-абсорбционным с электротермической атомизацией; атомно-абсорбционным «холодного пара»; потенциометрическим; многоэлементным инструментальным нейтронно-активационным и гамма-спектрометрическим анализами; изучение минерально-вещественного состава рентгено-фазовым методом, а также определение биологического влияния проб методами биотестирования. В процессе выполнения эксперимента по биотестированию с использованием Drosophila melanogaster всего было изучено 33 805 мух в 38 пробах разных видов отходов. Все аналитические исследования проведены в аттестованных и аккредитованных лабораториях Санкт-Петербурга, Новосибирска, Абакана и Томска.

Научная новизна работы заключается в следующем:

• проведена оценка воздействия отвалов предприятий на почвы в различных ландшафтных условиях;

• рассчитаны индексы токсичности и степени опасности отходов; выполнено биотестирование проб для подвижных форм элементов;

• впервые апробирована в качестве тест-объекта для определения опасности отходов горно-добывающей промышленности мушка ИгоБоркИа melanogaster;

• проведена комплексная оценка опасности отходов для окружающей среды.

Практическая значимость работы. Материалы детальных геохимических исследований послужили основой для проведения расчетов токсичности отходов предприятий: ОАО «Саянмрамор», АООТ «Тейское рудоуправление» и ОАО «Угольный разрез Чалпан», а также для сертификации продукции и попутного сырья. По результатам исследований на предприятии ОАО «Саянмрамор» сменен шлиф-порошок для обработки камня, что позволило перейти на более чистую технологию. Породы отвала № 2 «чистый» и материал шламоотстойника №1 рекомендованы для использования в качестве изолирующего инертного материала на полигонах складирования городских бытовых отходов. В рекультивируемом слое почв отвала угольного разреза Чалпан установлены высокие концентрации элементов различных классов опасности, что не позволяет использовать данную площадь для сельскохозяйственного назначения. На Тейском руднике в промпродукте установлены повышенные концентрации золота и палладия, в шламе - золота и платины, что представляет определенный интерес при возможном попутном извлечении данных элементов.

Результаты исследований представлены в отделы охраны окружающей среды предприятий ОАО «Саянмрамор», АООТ «Тейское рудоуправление» и ОАО «Угольный разрез Чалпан», а также в Управление природных ресурсов и охране окружающей среды МПР по Республике Хакасия для принятия природоохранных мероприятий.

Результаты работы внедрены в ФГУП «Берег», г.Абакан Республики Хакасия.

Материалы диссертационной работы включены в курсы лекций «Экология геолого-разведочных работ», «Техногенные системы и экологический риск», а также задействованы в составлении практических и лабораторных занятий этих курсов для студентов специальности 013600 «Геоэкология» кафедры геоэкологии и геохимии Института геологии и нефтегазового дела Томского политехнического университета.

Защищаемые положения:

2. Существующие методы биотестирования с использованием рачка Daphnia magna и инфузории Paramecium caudatum согласно методических рекомендаций характеризуют токсичность только водорастворимых соединений отходов предприятий. Применение в качестве тест-объекта мушки Drosophila melanogaster позволило выявить токсичность твердой фазы отходов предприятий с учетом комплекса биологических параметров.

Апробация работы. Результаты исследований, полученные автором, докладывались на научных форумах различного уровня: V, VI, VII, VIII Международном научном симпозиуме студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр» (Томск 2001, 2002, 2003, 2004), VI и VII Международной экологической студенческой конференции «Экология России и сопредельных территорий. Экологический катализ», (Новосибирск 2001, 2002), Южно-Сибирской Международной научной конференции студентов и молодых ученых «Экология Южной Сибири» (Абакан 2003), IV и V Межвузовской молодежной научной конференции (Международной) «Школа экологической геологии и рационального недропользования», (Санкт

Петербург, 2003, 2004). По теме диссертации опубликовано 19 научных работ, из них 4 в центральной печати. Автор участвовала в выполнении 3-х хоздоговорных тем и 2-х грантов по теме исследований, в т ч. грант Министерства образования РФ № АОЗ-2.13-765.

Объем и содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав и заключения. Общий объем 235 страниц, включая 61 таблицу, 102 рисунка и список литературы из 165 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Азарова, Светлана Валерьевна

Результаты исследования показали, что водная вытяжка изучаемых проб не обладает острой токсичностью и в соответствии с критериями отнесения отходов к классам опасности для окружающей природной среды МПР РФ отходы относятся к V классу опасности.

5.2.2. Инфузории, как тест-объект

Инфузории туфельки (Paramecium caudatum) - вид высокоорганизованных простейших, которые сочетают в себе свойства отдельной клетки и целостного организма, относится к наиболее широко распространенным обитателям континентальных пресноводных бассейнов (рис. 5.2.2).

Сравнительный анализ биотестов различных трофических уровней показывает, что инфузории по своей чувствительности к токсикантам занимают лидирующее положение, а получаемые с их помощью оценки токсичности имеют тесную корреляционную связь с оценками, получаемыми с использованием в качестве тест-объектов многоклеточных организмов (Чубик, 1999).

В 1987г. была выпущена методика экспресс-оценки степеней токсического загрязнения водных проб с помощью прибора «Биотестер». В 1998 г. - методика «Определение токсичности почвы и донных осадков по хемотаксической реакции инфузорий» (ГТНД ФТ 16.2:2.2.3-98). Эта методика внесена в государственный реестр методик количественного

Глотка рН 7

Сократительная вакуоль

Пищевая вакуоль (рН 4,0)

Рис. 5.2.2. Строение инфузории туфельки (Paramecium caudatum) (Грин, 1996) химического анализа. Также для целей государственного экологического контроля допущена методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий (ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98).

Параметры поведенческой реакции инфузорий определяются с помощью приборов серии «Биотестер». Метод определения токсичности водных вытяжек из почв и донных осадков основан на способности тест-объектов реагировать на присутствие в водных вытяжках веществ, представляющих опасность для их жизнедеятельности, и направленно перемещаться по градиенту концентраций (в направлении изменения концентрации) этих веществ (хемотаксическая реакция), избегая их вредного воздействия. Критерием токсического действия является значимое различие в числе клеток инфузорий, наблюдаемых в верхней зоне кюветы в пробе, не содержащей токсических веществ (контроль) по сравнению с этим показателем, наблюдаемым в исследуемой пробе (опыт).

Количественная оценка параметра тест-реакции, характеризующего токсическое действие, производится путем расчета соотношения числа клеток инфузорий, наблюдаемых в контрольной и исследуемых пробах, и выражается в виде безразмерной величины - индекса токсичности.

В качестве тест-объекта использовалась инфузория туфелька, которая относится к полцарству простейших или одноклеточных животных (Protozoa), к одному из многочисленных (свыше 7 тыс.) видов инфузорий (Ciliophora), к роду Paramecium, виду Paramecium caudatum. Она широко распространена в природе, живет в пресных водоемах. По сравнению с другими группами простейших инфузории имеют наиболее сложное строение и отличаются разнообразием и сложностью функций. Способность инфузории туфельки воспринимать изменение разнообразных факторов среды и отвечать на них реакцией изменения подвижности, реакцией избегания обеспечивает организму большую вероятность выживания: организм может покинуть неблагоприятную зону или наоборот, концентрироваться в зонах, благоприятных для жизни, в зонах скопления пищи. Направленное активное перемещение и концентрация организмов в определенных зонах носит название таксисов. Инфузория туфелька проявляет разнообразные таксисы: reo-, магнито-, гальвано-, хемотаксис. Последний происходит под действием химических веществ.

Количество клеток инфузорий туфелек, не переместившихся вдоль градиента концентрации химических веществ (хемотаксис), зависит как от природы вещества, так и от его концентрации, поэтому хемотаксис может служить количественной характеристикой степени воздействия неблагоприятных факторов на тест-объект, т.е. быть тест-реакцией. Хемотаксическая реакция относится к поведенческим реакциям, которые более чувствительны и быстры, чем реакции биохимические, физиологические. Поэтому хемотаксис инфузории туфельки к токсикантам используется в биотестовом экспресс-анализе.

Восприятие химических веществ происходит у инфузории на рецепторном уровне, чем и объясняется высокая чувствительность и быстрота ответа на воздействие химиката. Кроме того, как известно, структура рецепторов реснитчатых организмов (инфузорий в том числе) идентична хеморецепторным структурам высших организмов, поэтому данная совокупность: тест-объект (инфузория туфелька) - тест-реакция (хемотаксис) хорошо моделируют воздействия загрязнителей на высшие организмы.

Измерительная система - прибор «Биотестер» измеряет величину хемотаксической реакции по количеству клеток инфузорий туфелек, переместившихся по градиенту концентрации в зону измерения. Особенность данной измерительной системы состоит в том, что прибор измеряет только подвижные объекты, дает возможность измерить концентрацию клеток, которые практически невидимы для других оптических средств измерения.

Реакцию хемотаксиса проводят в фотометрических кюветах. Причем в контроле на взвесь микроорганизмов наслаивают среду Лозина-Лозинского (Л-Л) или любую заведомо нетоксичную воду, в опыте - анализируемые пробы. В контроле практически все парамеции поднимаются в верхнюю зону кюветы отрицательный геотаксис, положительный аэротаксис), в опыте количество вышедших наверх (в анализируемую пробу) клеток зависит от токсичности пробы, измеряют концентрацию клеток в верхних зонах контрольной и опытной кюветы. Величину тест-реакции определяют по разности показаний прибора I для контроля и опыта Ion в условных единицах.

После выполнения всех необходимых операций была рассчитана величина индекса токсичности (7) по формуле: т — ^к ~ где: 1К - величина тест-реакции для контрольной пробы,

Ion — величина тест-реакции для исследуемой пробы.

Для того чтобы условные единицы были более привычные, после подсчета токсичности коэффициент умножается на 100%. Соответственно:

По степени загрязнения (7):

I - допустимая степень токсичности (0%<Т<25%);

II - умеренная степень токсичности (26%<Г<70%);

III - высокая степень токсичности (7>71 %).

Отрицательные значения индекса токсичности Т свидетельствуют об отсутствии токсичности и могут быть оценены как нулевые (ПНД ФТ 16.2:2.2.3-98.).

Результаты биотестирования отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия с использованием инфузорий представлены в таблице 5.2.2.

Породы отвала «Северный» АООТ «Тейское рудоуправление» (пробы № 99111, 99113), материал шламоотстойника (проба № 9915) хвостохранилища (№99122) характеризуются допустимым уровнем токсичности. Для пород отвала «Южный-1» (№99116) и материала хвостохранилища (№99121) установлена умеренная степень токсичности. Вероятно, такая разница в материалах хвостохранилища может быть связана со временем накопления материала на территории хвостохранилища.

Заключение

На основе выполнения комплексных исследований отходов горнодобывающих предприятий Республики Хакасия получены следующие выводы и рекомендации:

1. Отходы горно-добывающих предприятий Республики Хакасия, характеризуются специфическим минералого-петрографическим и геохимическим составами. Основными элементами-загрязнителями, накапливающимися в отходах АООТ «Тейское рудоуправление», является мышьяк и медь, ОАО «Саянмрамор» - селен, кадмий и бор, ОАО «Угольный разрез Чалпан» - селен, бор и мышьяк. Величина суммарного показателя загрязнения изменяется от низкой до высокой степени.

2. Наибольшее влияние испытывают на себе почвы, находящиеся в зоне влияния отвалов «Северный» и «Южный» АООТ «Тейское рудоуправление», № 1 «грязный» и № 1 гранитный ОАО «Саянмрамор», а также на рекультивированном участке отвала ОАО «Угольный разрез Чалпан». Оценка воздействия отвалов на почвы позволяет говорить, что для почв близ отвалов характерна низкая степень загрязнения, за исключением материала отвала «грязный» ОАО «Саянмрамор» и хвостохранилища АООТ «Тейское рудоуправление». В данном случае в почвах фиксируются элементы-загрязнители, которые преобладают в отходах производства, причем величина СПЗ соответствует очень высокой степени загрязнения. Соответственно, по уровню техногенного загрязнения, данные объекты можно отнести к наиболее опасным с элементами-загрязнителями: Аб, В, Сс! и 8е.

3. Рациональный комплекс методов оценки опасности для получения наиболее полной, объективной информации должен включать результаты расчетных методов, геохимического анализа и методов биотестирования с использованием группы тест-объектов для оценки биологического влияния.

4. Применение в качестве тест-объекта мушки Drosophila melanogaster позволяет наиболее полно оценить токсичность отходов с учетом комплекса биологических показателей. Использование статистических методов помогает определить не только наличие или отсутствие биологического влияния, но и его степень. Установлено, что разные виды отходов имеют различную степень биологического воздействия независимо от состава изучаемых объектов.

5. Детальное исследование геохимического состава отходов производства с анализом на большое количество элементов позволило использовать данные результаты при сертификации шлама ОАО «Саянмрамор» в качестве попутного сырья в строительной индустрии.

6. Рекомендуется использовать в качестве изолирующего инертного материала породы отвала № 2 «чистый» и материал шламоотстойника № 1 ОАО «Саянмрамор» на полигонах складирования городских бытовых отходов.

7. В рекультивируемом слое почв отвала угольного разреза Чалпан установлены высокие концентрации элементов различных классов опасности, что не позволяет использовать данную площадь для сельскохозяйственного назначения.

8. На Тейском руднике в промпродукте установлены повышенные концентрации золота и палладия, а в шламе - золота и платины, что

Ц' представляет определенный интерес при возможном попутном извлечении данных элементов. W

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Азарова, Светлана Валерьевна, Томск

1. А. с. №1258829 СССР МКИ4 С 12 N15/00. Способ определения мутагенной активности химических соединений / Пшеничнов Р.А., Еремина А.А., Сергеев В.В. (СССР). - 4 с.

2. Адушкин В.В. Основные факторы воздействия открытых горных работ на окружающую среду // Горный журнал. — 1996. № 4. - С. 49-55.

3. Азарова C.B. Методы биотестирования в анализе отходов горнодобывающих предприятий // Школа экологической геологии и рационального недропользования (Экогеология-2004): Мат. V межвуз. молодеж. научн. конф. С-Пб, 20043. - С. 183-184.

4. Азарова C.B., Язиков Е.Г., Ильинских H.H. Оценка экологической опасности отходов горно-добывающих предприятий Республики Хакасия с применением метода биотестирования // Известия Томского политехнического университета. 20044. - Т.307 - № 4. - С. 55-59.

5. Н.Амелин А.Г., Яшке Е.В., Калганов В.А. Туманы служат человеку. — М.: Наука, 1985.-121 с.

6. Анализ генофондов лабораторных популяций дрозофилы по мутациям, влияющим на жизнеспособность / Р.И. Гончарова, Т.Д. Кужир, С.П. Забрейко, А.Б. Левина // Цитология и генетика. 1988. - Т.22. - № 5. -С. 47-51.

7. Антропогенные почвы: генезис, география, рекультивация. Учебное пособие. / М.И. Герасимова, М.Н. Строганова, Н.В. Можарова, T.B. Прокофьева; Под ред. Г.В. Добровольского. Смоленск: Ойкумена, 2003.-268 с.

8. Атлас морфоструктур рудных полей (железо, полиметаллы, медь, золото и олово) / В.Н. Акчурина, В.А. Булынников, Ю.Д. Зубков и др. Л.: Недра, 1973. - 164 с.

9. Багдасарьян Г.А., Гениатулин К.В. Использование микроорганизмов в контроле загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария. 1981. -№11.-С. 11-13.

10. Батугин С.А., Бирюков A.B., Кылатчанов P.M. Гранулометрия геоматериалов. Новосибирск: Наука, 1989. - 168 с.

11. Беленький М.Л. Элементы количественной оценки фармакологического эффекта. 2-е изд., переработанное и доп. Л.: Государственное издательство медицинской литературы, 1963. - 152 с.

12. Биометрия: Учеб. пособие / Н.В. Глотов, Л.А. Животовский, Н.В. Хованов, H.H. Хромов-Борисов; Под ред. М.М. Тихомировой. — Л.: Изд-во Ленингр. ун-та, 1982. — 264 с.

13. Болыыев Л.Н., Смирнов H.B. Таблицы математической статистики. М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы, 1983. -416 с.

14. Булгаков Н.Г. Контроль природной среды как совокупность методов биоиндикации, экологической диагностики и нормирования // Проблемы окружающей среды и природных ресурсов: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 2003. - №4. - С. 33-71.

15. Бутовский P.O. Гонгальский К.Б. Использование морфометрических параметров популяции для оценки уровня антропогенного воздействия // Биоиндикация радиоактивных загрязнений. М.: Наука, 1999. - С.308-313.

16. Быбочкин A.M. Экологическая безопасность при разведке и разработке месторождений твердых полезных ископаемых // Проблемы Окружающей среды и природных ресурсов: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 1996. - Вып.З. - С. 46-54.

17. Варенцова Е.Р., Шарыгин В.И., Хромых Ю.М. Изучение радиочувствительных линий дрозофилы // Генетика. 1985. - T.XXI. -№9.-С. 1464-1472.

18. Васьковец Л.А., Крайнюкова А.Н., Маляревская А.Я. Изменение фихико-химических свойств плазмы крови рыб при интоксикации // Теоретические вопросы биотестирования. Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983.-С. 104-112.

19. Ватти К.В., Джапаридзе Л.А., Мамон Л.А. Сравнительное изучение мутабильности особей разных полов: рецессивные сцепленные с полом и доминантные летальные мутации у Drosophila melanogaster // Генетика. -1980. T.XVI. - №8. - С. 1389-1394.

20. Вишневецкий И.И., Парначев В.П. Охрана окружающей среды Республики Хакасия // Вопросы географии Сибири. Томск: ИПФ ТПУ, 1999. - Вып.23. - С. 253-255.

21. Временный классификатор токсичных промышленных отходов и методические рекомендации по определению класса токсичности промышленных отходов. М., 1987. - 8 с.

22. Гальперин A.M., Фёрстер В., Шеф Х.-Ю. Техногенные массивы и охрана окружающей среды. М.: Издательство Моск. гос. горного ун-та, 1997. -534 с.

23. Геохимия окружающей среды / Ю.Е. Сает, Б.А. Ревич, Е.П. Янин и др. -М.: Недра, 1990.-335 с.

24. Гершензон С.М. Основы современной генетики. Киев: Наук, думка, 1979.-508 с.

25. Глазовский Н.Ф. Техногенные потоки вещества в биосфере // Добыча полезных ископаемых и геохимия природных экосистем. М.: Наука, 1982.-С. 86-95.

26. Гмурман В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика: Учеб. пособие для ВУЗов. 8-е изд., стереотип. М.: Высшая школа, 2002. -479 с.

27. Голева Р.В. Методические основы и принципы геоэкологической типизации рудных месторождений по основным выдам токсикантов и индикаторам токсичности. // Геоэкологические исследования и охрана недр. Обзорная информация. Вып. 4. М.: ВИНИТИ, 1999. с. 18-29.

28. Гончарова Р.И., Левина А.Б., Кужир Т.Д. Изучение чувствительности отдельных особей дрозофилы к мутагенному действию этилметансульфоната // Генетика. 1988. - T.XXIV. - №12. - С. 21412148.

29. ГОСТ 17.4.1.02-83 Охрана природы. Почвы. Классификация химических веществ для контроля загрязнения.

30. ГОСТ 17.4.3.01-83 Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб.

31. ГОСТ 17.4.4.02-84 Охрана природы. Почвы. Методы отбора и подготовки проб для химического, бактериологического, гельминтологического анализа.

32. ГОСТ 30108-94 Материалы и изделия строительные. Определение удельной эффективной активности естественных радионуклидов. М. 1994.

33. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2001г.» / Мин-во природных ресурсов Рос.

34. Федерации, Государственный центр экологических программ Мин-ва природных ресурсов Рос. Федерации. М., 2002. - 452 с.

35. Грин Н., Стаут У., Тейлор Д. Биология: В 3-х т. Т.2: Пер. с англ. 2-е изд., стереотип / Под ред. Р. Сопера. — М.: Мир, 1996. 325 с.

36. Гуменик И.Л., Матвеев A.C., Панасенко А.И. Классификция техногенных формирований при открытых горных работах // Горный журнал. 1988. -№12.-С. 53-54.

37. Дроздовская Л.Н., Рапопорт И.А. Влияние колхицина на морфогенез дрозофилы // Бюл. эксперим. биологии и медицины. 1988. - №1. -С. 125-128.

38. Дубинин Н.П. Новое в современной генетике. М.: Наука, 1986. - 215 с.

39. Евгеньев М.И. Тест-методы и экология // Соросовский образовательный журнал. 1999. -№11.- (http://www.issep.rssi.ru/pdf/991 l029.pdf).

40. Жаров Ю.Н. Малые элементы в каустобиолитах // Российский химический журнал. -1994. -35. №5. - С. 3-8.

41. Жимулев И.Ф. Как гены контролируют развитие пола у дрозофилы // Соросовский образовательный журнал. 1997. - №12. -(http://www.issep.rssi.ru/pdf/9712017.pdf).

42. Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России. М.: Международный дом сотрудничества, 1997. - 115 с.

43. Жмур Н.С. Методика определения токсичности воды и водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов по смертности и измерению плодовитости дафний. ФР 1.39.2001.00283. - М.: «Акварос», 2001. -50 с.

44. Иванов В.В. О понятии «экологическая минералогия» и методах прогноза токсикологической опасности минералов / Минералогические исследования в решении экологических проблем. М, 1998 С. 5-15 с.

45. Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Справочник в 6 томах. -М.: «Экология», 1994-1997.

46. Иванов В.В., Юшко-Захарова O.E. Экогеохимия редких элементов // Разведка и охрана недр. 1993. - № 3. - С. 24-27.

47. Инге-Вечтомов С.Г. Экологическая генетика. Что это такое? // Соросовский образовательный журнал. 1998. - №2. -(http://www.issep.rssi.ru/pdf/9802059.pdf).

48. Исаев С.И., Шилова С.А. Патологии размножения мелких млекопитающих как критерий нарушения состояния экосистемы // Биоиндикация радиоактивных загрязнений. М.: Наука, 1999. - С.36-41.

49. Исидоров В.А. Введение в химическую экотоксикологию: Учеб. пособие. СПб: Химиздат, 1999. - 144 с.

50. Использование природных популяций Taraxacum officinale Wigg для оценки состояния техногенно нарушенных территорий / Т.И. Евсеева, С.А. Гераськин, Н.П. Фролова, Е.С. Хромова // Экология. 2002. - №5. -С. 393-396.

51. Каждан А.Б. Разведка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1977.-327 с.

52. Калинников В.Т. Макаров В.Н., Кременецкая И.П. Классификация горнопромышленных отходов по степени их экологической опасности // Химия в интересах устойчив, развития. 1997. - Т.5. - №2. - С. 169-178.

53. Кожова О.М., Тимофеева С.С. Эколого-токсикологические проблемы в системе мониторинга // Теоретические вопросы биотестирования. -Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983.-С. 165-169.

54. Колосова JI.B., Носов В.Н. Сравнительная устойчивость гидробионтов при биотестировании // Теоретические вопросы биотестирования. -Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983.-С. 117-121.

55. Косинова И.И., Моргунова JI.M. Эколого-геологические системы горнодобывающего класса: оценка состояния, проблемы // Известия высших учебных заведений. Геология и разведка. 2002. — №2. — С. 138142.

56. Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды. — М., 2001. 10 с.

57. Лакин Г.Ф. Биометрия: Учеб. пособие для биол. спец. ВУЗов. 4-е изд., перераб. и доп. М.: Высшая школа, 1990. - 352 с.

58. Леванова Г.Ф., Кашников С.Ю. Оценка качества воды с помощью биотестирования индикаторными штаммами бактерий // Гигиена и санитария. 2002. - № 4. - С. 68-70.

59. Леванова Г.Ф., Мазепа В.Н., Кашников С.Ю. Экспресс-метод биотестирования воды в полевых условиях // Гигиена и санитария. — 2004.-№1-С. 64-66.

60. Левина В.В., Малиновский О.В. Модификация радиационного повреждения хромосом в соматических клетках радиочувствительныхмутантов дрозофилы. Радиозащитное действие Цистеамина // Радиобиология. -Т.ЗЗ.- 1993.- Вып.1.- С. 154-157.

61. Лекявичус Р.К. Химический мутагенез и загрязнение окружающей среды.- Вильнюс: Мокслас, 1983. 223 с.

62. Лотош В.Е. Технологии основных производств в природопользовании. 3-е изд., доп. Екатеринбург: Полиграфист, 2001. - 553 с.

63. Лукьянов A.C., Сидоров С.С. Определение токсичности водной среды по оптомоторной реакции рыб // Теоретические вопросы биотестирования. -Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983.-С. 91-100.

64. Лучкина Л.А., Хромых Ю.М., Шарыгин В.И. Изучение радиочувствительных линий дрозофилы // Генетика. 1982. - T.XVIII. -№4.-С. 625-631.

65. Мананков A.B., Парначев В.П. Геоэкологические аспекты состояния поверхностных и подземных вод города Томска // Обской вестник. -1999. -№1-2.-С. 105-116.

66. Методические рекомендации «Оценка мутагенных свойств фармакологических средств» // Ведомости фармакологического комитета.- 1998.-№4.-С. 32-39.

67. Методические рекомендации по геохимическим исследованиям рудных месторождений при проведении геологоразведочных работ для оценки воздействия на окружающую среду проектируемых горнодобывающих предприятий. -М.: ИМГРЭ, 1986. 98 с.

68. Методические рекомендации по геохимической оценке загрязнения территории городов химическими элементами. — М.: ИМГРЭ, 19821. -112 с.

69. Методические рекомендации по геохимической оценке источников загрязнения окружающей среды. М.: ИМГРЭ, 19822 - 66 с.

70. Минеральное сырье. Металлы платиновой группы: Справочник / В.И. Кочнев-Первухов, Е.С. Заскинд, О.М. Конкина и др. М.: ЗАО «Геоинформмарк», 1998. - 58 с.

71. Обобщенные перечни предельно-допустимых концентраций вредных веществ в почве. Приложения 1, 2 к письму ЦСИ Госкомприроды РСФСР от 18.12.90. № ЦС-299/15-73. М.: ЦСИ Госкомнедра, 1990. - 8 с.

72. Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах. Гигиенические нормативы. ГН 2.1.7.020-94. - М.: Госкомсанэпиднадзор России, 1995. - 8 с.

73. Осколков В.А. Облицовочные камни месторождений СССР: Справочное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. М.: Недра, 1991. - 272 с.

74. Основы экогеологии, биоиндикации и биотестирования водных экосистем: Учебное пособие / Под ред. В.В. Куриленко. СПб.: Изд-во С.-Петерб.ун-та, 2004. - 448 с.

75. Особенности металлогении вулканогенных отложений межгорных впадин юга Сибири / В.В. Ершов, Л.П. Рихванов, A.B. Колбасин,

76. B.А. Бабин // Металлогения Сибири: Тез. Докл. XI Всесоюзн. металлоген. Совещания. Т.2. Новосибирск, 1987.

77. Панычев A.A. Классификация техногенных нарушений экологии при горно-обогатительных производствах // Горный журнал. 1993. - №6.1. C. 53-57.

78. Пасюкова Е.Г. Генетическая нестабильность у Drosophila melanogaster // Генетика. 1981. - T.XVII. - № 4. - С. 595-605.

79. Патент 2112977 РФ, МКИ6 G 01 №33/18. Способ определения токсичности химических веществ в водной среде / Чубик П.С., Нечаева Л.Н., Брылин В.И.; Томский политехнический ун-т. Заявл. 04.07.1996, №96111278/13.

80. Пашкевич М.А. Техногенные массивы и их воздействие на окружающую среду. СПб: Санкт-Петербургский горный ин-т, 2000. -230 с.

81. Певзнер М.Е., Костовецкий В.П. Экология горного производства. М.: Недра, 1990. - 230 с.

82. Педан И.С. Минусинский угольный бассейн // Геология месторождений угля и горючих сланцев СССР. Т.8. М.: Недра, 1964. - С. 9-64.

83. ЮЗ.Погребецкий Е.О., Парадеев C.B., Поротов Г.С. Поиски и разведка месторождений полезных ископаемых. М.: Недра, 1977. - 405 с.

84. Природные воды Ширинского района Республики Хакасия / В.П. Парначев, И.И. Вишневецкий, H.A. Макаренко и др. Томск: Изд-во Томского ун-та, 2003. - 183 с.

85. Протасов В.Ф. Экология, здоровье и охрана окружающей среды в России: Учебное и справочное пособие. 2-е изд. М.: Финансы и статистика, 2000. - 672 с.

86. Прядко А. Л., Алексеева Т.В. Применение биотестирования для гигиенической оценки токсичности золошлаков ТЭЦ // Гигиена и санитария. 1992. - №3. - С. 69-70.

87. Рапопорт И.А. Токсигенетика // Итоги науки и техники. Сер. фармакологии и токсикологии. М., 1966. - С. 2-3.

88. Реймерс Н.Ф. Охрана природы и окружающей человека среды: Словарь-справ. М.: Просвещение, 1992. - 320 с.

89. Рекомендации по применению комплекта для качественной и количественной оценки прямых и потенциальных мутагенов (антимутагенов) окружающей среды / A.A. Еремина, В.М. Котолов, P.A. Пшеничнов и др. Пермь, 1985. - 32 с.

90. ПО.Рихванов Л.П. Радиогеохимическая типизация рудно-магматических образований Алтае-Саянской складчатой области: Автореф. дис. . д-ра геол.-мин. наук. Томск, 1999. - 45 с.

91. Россель Э.И. От отходов не вред, а польза // Научно-технические аспекты охраны окружающей среды: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 1996. - №9. - С. 90-94.

92. Рудные месторождения СССР / Под общ. ред. В.И. Смирнова. -М.: Недра, 1974. Т.1.-328с.

93. Рыжков Л.П. Количественное соотношение процессов обмена веществ -биологический тест функционального состояния рыб // Теоретические вопросы биотестирования. Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983. - С. 65-71.

94. Сазонова В.Е., Кирдеева В.Б., Афанасьева Е.В. Изучение степени токсичности почвы, растительности побережья и воды озера Шира с использованием парамецийного биотеста // Сибирский экологический журнал. 2002. - №3. - С. 377-381.

95. Секисов Г.В., Таскаев A.A., Воробьев А.Е. Техногенные минеральные объекты // Известия АН Кирг.СССР. Физ-тех и матем. науки. 1988. - № 2-С. 72-75.

96. Селивановская С.Ю., Латыпова В.З. К вопросу экспериментальной оценки класса токсичности отходов // Экологическая экспертиза: Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 2001. - №1. - С. 67-74.

97. СП 11-102-97. Инженерно-экологические изыскания для строительства / Госстрой России. М.: ПНИИИС Госстроя России, 1997. - 41 с.

98. Справочник по геохимическим поискам полезных ископаемых / А.П. Соловов, А.Я. Архипов, В.А. Бугров и др. М.: Недра, 1990. - 335 с.

99. Сравнительная оценка токсичности отходов горнодобывающих предприятий с использованием методов цитогенетического и генетического анализа / C.B. Азарова, Е.Г. Язиков, H.H. Ильинских,

100. H.А. Новикова // Актуальные проблемы биологии, медицины и экологии: Сб. научн. работ. Вып. 3. Томск: Изд-во СГМУ, 20041. - С. 9-12.

101. Строганов Н.С., Дмитриева А.Г., Король В.М. Водоросли и макрофиты как объекты для биотестирования // Теоретические вопросы биотестирования. Волгоград: Изд-во типографии издательства «Волгоградская правда», 1983.-С. 153-159.

102. Сущенко О.В., Евдокимов Е.В. Отбор на провокационном фоне в искусственных популяциях Drosophila melanogaster // Генетика. 1992. -T.XXVIII. - №9. - С. 75-84.

103. Танзыбаев М.Г., Булатова Н.Ю. Специфика черноземов Хакасии, формирующихся на известковых породах. Томск: ООО «Иван Федоров», 2001. - 160 с.

104. Тейлор С.Р., Мак-Леннан С.М. Континентальная кора: ее состав и эволюция: Пер. с англ. М.: Мир, 1988. - 384 с.

105. Терехова В.А. Биотестирование, как метод определения класса опасности отходов // Экология и промышленность России. 2003. - №12. - С. 27-29.

106. Токсикологические методы контроля. Методика определения токсичности почвы и донных осадков по хемотаксической реакции инфузорий. ПНД ФТ 16.2:2.2.3-98. М.: ЗАО «Спектр-М», 1998. - 12 с.

107. Токсикологические методы контроля. Методика определения токсичности воды по хемотаксической реакции инфузорий. ПНД ФТ 14.1:2:3:4.2-98. -М.: ЗАО «Спектр-М», 1998. 11с.

108. Требования к геолого-экологическим исследованиям и картографированию масштаба 1:50 000 1:25 000. - М.: ВСЕГИНГЕО, 1990. - 127 с.

109. Трофимов В.Т., Зилинг Д.Г. Экологическая геология. Учебник. — М.: ЗАО «Геоинформмарк», 2002. 415 с.

110. Трубецкой К.Н., Уманец В.Н., Никитин М.Б. Классификация техногенных месторождений, основные категории и понятия // Горный журнал. 1989. - № 12. - С. 6-9.

111. Федеральная целевая программа «Экология и природные ресурсы России (2002-2010гг.)» // Проблемы Окружающей среды и природных ресурсов. Обзорная информация. М.: ВИНИТИ, 2002. - Вып.З. - 140 с.

112. Циприян В.И., Коршун М.М., Дацюк Д.Е. Экотоксикологическая оценка качества почвы // Гигиена и санитария. 1993. - №1. - С. 25-27.

113. Чубик П.С. Квалиметрия буровых промывочных жидкостей. Томск: Изд-во НТЛ, 1999. - 300 с.

114. Шабынин Л.И. Формация магнезиальных скарнов. М.: Наука, 1973. -214 с.

115. Шаланки Я. Биомониторинг природной среды // Журнал общей биологии. 1985. - T.XLVI. - №6. - С. 743-752.

116. Шеховцова Т.Н. Биологические методы анализа // Соросовский образовательный журнал. 2000. - №11. — (http://www.issep.rssi.ru/pdf/0011017.pdf).

117. Шульгин C.B. Экологический подход к классификации отходов горнопромышленного комплекса. // Достижения и перспективы. Вып. 47: Природные ресурсы и окружающая среда. 1986. -№14. - С. 130-136.

118. Экологическая оценка потенциальной токсичности рудных месторождений: методические рекомендации / Р.В. Голева, В.В. Иванов, И.И. Куприянова и др. М., 2001 . — 53 с.

119. Эпидемиологическая генотоксикология тяжелых металлов и здоровье человека / E.H. Ильинских, Л.М. Огородова, П.А. Безруких и др. Томск: Сибирский гос. мед. ун-т, 2003. - 301 с.

120. Юдович Я.Э., Кетрис М.П., Мерц A.B. Элементы-примеси в ископаемых углях / Под ред. Д.А. Минеева. — Л.: Изд-во «Наука», Ленинградское отделение, 1985. 239 с.

121. Юрченко H.H., Коряков Д.Е., Захаров И.К. Возникновение рецессивных летальных мутаций в производных от нестабильной Х2-хромосомы Drosophila melanogaster // Генетика. 1995. - Т.31. - №9. - С. 1218-1224.

122. Язиков Е.Г., Азарова C.B. Эколого-геохимическая характеристика отходов горнодобывающего предприятия, их токсичность и воздействие на почвы // Горный журнал. 2003. - №11. - С. 61-64.

123. Язиков Е.Г., Рихванов Л.П. Организации геоэкологических практик в Хакасии // Обской вестник. 1999. - №1-2. - С. 90-95.

124. Язиков Е.Г., Худяков В.М., Азарова C.B. Отвалы горно-добывающего производства: комплексная оценка токсичности (на примере объектов Республики Хакасия) // Известия ВУЗов. Геология и разведка. 2003. -№3.-С. 93-97.

125. Dutka B.L., Switzen-House К. Distribution of mutagens and toxicant in Lake Ontario waters as assessed by microbiological procedures // Chat Lakes Res. -1978. V.4. - №2. - P.237-241.

126. Kreiji C.T. van, Rool HJ., de Vries M. Presents of mutagenic activity in surface water in the Netherlands // Mutat. Res. 1980. - V.74. - №3. - P. 150.

127. Pellón W., Whitman B.F., Beasly T.W. Reversion of histidinedependent mutant afrais of Salmonella typhimurium by Missisippi River water Samples // Environ., Sei. and Technologie. 1977. - V.2. - №6. - P.619-623.1. Фондовая литература

128. Арбузов С.И., Рихванов Л.П., Волостнов A.B., Ершов В.В. и др. Комплексная геохимическая оценка углей и углевмещающих пород участка Чалпан Бейского каменноугольного месторождения, (отчет по НИР х/д 12/00). Томск, 2001 - 206 с.

129. Василенко Н.Г. Результаты литогеохимической съемки масштаба 1:25000 г.Абакана и его окрестностей, (отчет Южной геофизической экспедиции о проведенных работах в 1992-1994 г.г.). Абакан, 1994. -22 с.

130. Василенко Н.Г. Результаты литогеохимической съемки масштаба 1:25000 территории г. Черногорска (отчет Южной геофизической экспедиции о проведенных работах в 1993-1995 г.г.). Абакан, 1995. -30 с.

131. Кашин Б.Н., Колмогоров А.Н., Максюшин Ю.В. Эколого-геохимические исследования в зоне влияния Сорского молибденововго комбината (отчет Центра геоэкологических исследований МГРЭ на 199495 г.г.). Минусинск, 1995. - 30 с.

132. Лисянский A.B., Голованов В.А., Ходаковский Ф.Н., Черепанов И.М. Изербельское месторождение гранитов (отчёт с подсчётом запасов по состоянию на 1 июля 1973 г. Т. 1.)-Минусинск, 1973. 173 с.

133. Лисянский A.B., Ходаковский Ф.Н., Черепанов И.М. Кибик-Кордонское месторождение мраморов. Участок IV Северный пласт (отчёт с подсчётом запасов по состоянию на 1 июля 1976 г. Т.1.) - Минусинск, 1976.-219 с.

134. Мутин Н.В., Каковин A.B., Каковина С.Г. и др. Отчет о детальной разведке участка Чалпан Бейского месторождения Минусинского каменноугольного месторождения с подсчетом запасов по состоянию на 01.01.1986 г (1977-1986гг.). Черногорск, 1986. - 206 с.

135. Парубин A.A., Капинос A.B., Парубина A.A., Кашин Б.Н., Рябинов П.Д., Мосин Ю.В. Тейское и Абагасское железорудные месторождения в Кузнецком Алатау (совместный отчет), Т.1., книга 1. Минусинск, 1985. -283 с.

136. Федотов А.Г. Геологическое доизучение масштаба 1:200 000 в Минусинской впадине на Абаканской площади (Абаканская). -Красноярск, 1996.

137. Язиков Е.Г., Рихванов Л.П., Архангельский В.В. Оценка класса токсичности промышленных отходов АООТ «Тейское рудоуправление» (отчет по х/д № 54 от 27.04.1999г.). Томск: МГП «Экогеос», 20001. -76 с.

138. Язиков Е.Г., Рихванов Л.П., Шатилов А.Ю. Оценка класса токсичности промышленных отходов ОАО «Саянмрамор» (отчет по х/д № 12/99 от 10.05.1999г.). Томск: МГП «Экогеос», 20002. - 77 с.

Информация о работе

Азарова, Светлана Валерьевна
кандидата геолого-минералогических наук
Томск, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Отходы горно-добывающих предприятий и комплексная оценка их опасности для окружающей среды - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы