Какие направления развития Росийской науки Вы считаете наиболее перспективными

Об экологических последствиях каталитического взаимодействия техногенных пылеуносов и атмосферного воздуха

 

Институт проблем промышленной экологии Севера

Кольского научного центра Российской академии наук

 

Сущестующая на сегодняшний день градация неорганических пылеуносов по степени негативного влияния на биоту основывается на содержании в них оксидов кремния (ПДК=0.150 мг/м3 - 70% SiO2, 0.300 мг/м3 - 70-20% SiO2, 0.500 мг/м3 - менее 20%) и не учитывает кристалло-химические особенности минералов-полютантов. Выполненные нами ранее исследования показали, что каркасные, островные и некоторые слоистые алюмосиликаты разрушаются под действием атмосферных осадков, образуя потоки рассеивания компонентов, входящих в их состав. Продукты геохимической трансформации минералов по степени негативного воздействия на окружающую среду отличаются от исходного минерала. В результате инконгруентного растворения поверхность частиц обогащается растворимыми соединениями и тонкодисперсной коламорфной фазой. Поверхностная активация частицы техногенного происхождения и тот факт, что при дроблении пород, они имеют скольную форму, по данным ВОЗ увеличивают их опасность для живых объектов.

Следует предположить, что кристалло-химическая трансформа-ция минералов-полютантов будет происходить и в процессе их аэропереноса в атмосфере под воздействием компонентов воздуха и газов техногенного происхождения. Учитывая, что пылеуносы представлены частицами диаметром менее 300 мкм, взаимодействие будет протекать достаточно интенсивно и отразится на кристало-химическом составе частицы пыли за время ее витания в воздухе. В связи с этим, вопросы, связанные с выявлением физико-химических процессов, происходящих в нижних слоях атмосферы и роли в них тонкодисперсной алюмосиликатной пыли являются приоритетными в выявлении основных факторов, определяющих качество атмосферного воздуха. Особенно актуальна эта задача для Кольского полуострова, где сконцентрировано большое количество горно-металлургических и горно-обогатительных производств. Цель настоящих исследований состояла в изучении кинетики и динамики взаимодействия тонкодисперсных нефелинсодержащих хвостов с компонентами воздуха. В качестве объекта исследований была выбрана система: тонкомолотый нефелиновый концентрат - газовоздушная смесь, содержащая сернистый газ (SO2). Выбор этих компонентов определен следующими причинами:

·         нефелин является основной минеральной составляющей обогатительного передела и хвостовых отходов одного из крупнейших в Мурманской области горно-обогатительного предприятия - ОАО “Апатит”;

·         нефелин неустойчив к гипергенному воздействию, легко растворяется в минеральных кислотах, что позволяет существенно сократить длительность проведения эксперимента;

·         сернистый газ является наиболее распространенным химически активным полютантом атмосферного воздуха.

Для выполнения исследований была сконструирована модельная установка, состоящая из реактора, в который помещалась изучаемая минеральная фаза; насоса, подающего заданное количество газовоздушной смеси; газового счетчика и газового хроматографа. Методика экспериментов состояла в следующем: навеска тонкодисперсной минеральной фазы смешивалась с кварцевыми шариками, которые выполняли роль инертного носителя, и помещалась в колонку, через которую прокачивали газовоздушную смесь. Воздух перед подачей на приготовление газовой смеси с SO2 пропускался через пылевые фильтры тонкой очистки АФА-ХА-20. В процессе эксперимента варьировали тонину помола минеральной фазы, а следовательно, размер частиц; концентрацию SO2 в газовоздушной смеси; время контакта минеральной фазы с SO2.

1 2 3