Вестник МГТУ, 2021, Т. 24, № 1.

Максимова В. В. и др. Исследование растворимости пылевых частиц в почвенном растворе. Введение В настоящее время проводятся исследования различных аспектов негативного влияния отходов горнопромышленных комплексов (ГПК) на компоненты окружающей среды в регионах, относящихся к Арктической зоне (Moncur et al., 2013; Lindsay et al., 2015; Askaer et al., 2008). Сокращение степени загрязнения окружающей среды является важной комплексной проблемой развития горнодобывающей промышленности. Размещение действующих и выведенных из эксплуатации хвостохранилищ (хвостов обогащения), вскрышных и проходческих пород приводит к целому ряду долговременных последствий для окружающей среды. В процессе анализа экологической опасности размещения отходов предприятий по добыче и переработке руд используются следующие основные параметры: химический и минералогический состав отходов; степень дисперсности; объем и площадь хвостохранилищ и отвалов; наличие и целостность гидроизоляции; методы утилизации отходов. Помимо внутренних параметров, необходимо учитывать внешние параметры среды, такие как географическое положение, гидрология, геологическое строение и климатические условия района (Amos et al., 2015). Территория Мурманской области в течение длительного периода времени подвергается антропогенному воздействию; отходы горнопромышленного комплекса в общем объеме отходов производства и потребления составляют превалирующую долю. Поддержание хвостохранилищ, отвалов вскрышных пород и шламохранилищ требует значительных материальных затрат и выведения земель из хозяйственного оборота на длительное время. Тонкодисперсные отходы обогащения руд способствуют загрязнению воздушного бассейна, водных объектов, почвы, в том числе за счет пыления отвалов и хвостохранилищ (Амосов и др., 2017). Для тонкодисперсного материала характерна высокая площадь поверхности частиц, что интенсифицирует протекание химического взаимодействия с растворами, и небольшие линейные размеры, что облегчает миграцию частиц во взвешенном виде с фильтрующимися растворами. При попадании тонкодисперсных частиц на поверхность почвы происходит химическое взаимодействие с атмосферными водами и почвенными органосодержащими растворами. Результирующие растворы, содержащие экологически опасные вещества (в том числе в высоколабильных растворенных формах), могут дренироваться как вглубь почвы до водоупорного горизонта, так и по направлению понижения рельефа в близлежащие водотоки (в частности, при более высоком уровне атмосферных осадков). Особенно опасна ситуация промывания грунта во время подъема паводковых вод, потому что даже при непосредственном отсутствии пыления в период снеготаяния депонированные в почве растворы вымываются потоком в водоемы. В центральной части Мурманской области, где отбирались пробы для исследования, таким водоемом является река Сергевань - крупный приток озера Ловозеро, отнесенного к высшей категории водоемов рыбохозяйственного значения. Наличие растворенного органического вещества в растворе оказывает значительное влияние на протекание процесса взаимодействия пылевых частиц с почвенными водами. Органические вещества почв участвуют в физических, химических и биологических процессах, комплексообразовании, ионных, молекулярных и окислительно-восстановительных реакциях, воздействуют на транспорт металлов в водных и почвенных системах (Волков, 2016; Mostofa et al., 2013). Гуминовые и фульвокислоты усиливают миграционную способность элементов и способствуют их накоплению в почве вследствие образования труднорастворимых соединений. Значительное влияние на миграционную способность экотоксикантов органические вещества оказывают в поликомпонентных редкометалльных хвостах обогащения за счет формирования с металлами как растворимых, так и нерастворимых органокомплексов. Интенсивность протекания реакций в растворе варьируется в зависимости от концентрации элементов, наличия катализаторов, площади поверхности раздела фаз и температурного режима. Средняя температура воздуха теплого периода на территории центральной части Кольского полуострова составляет 14-15 °С (июль); регион относится к зоне избыточного увлажнения (Яковлев, 1961). По результатам оценки долговременных трендов температуры и влажности территории Кольского полуострова учеными Кольского научного центра РАН сделан вывод о продолжающемся потеплении и увеличении количества осадков (Природа и коренное население Арктики..., 2020). Арктические территории являются одними из наиболее экологически и климатически уязвимых регионов мира, что обусловлено интенсивной промышленной деятельностью ( Катцов и др., 2011). Изучение последствий изменения климатических условий в связи с рассеиванием загрязнителей в природной среде имеет большое научное и практическое значение. Цель настоящего исследования включает изучение вещественного состава минеральных пылевых частиц предприятий горнопромышленного комплекса Мурманской области, а также анализ растворимости пылевых частиц в почвенном растворе при различных температурах. Материалы и методы В качестве объекта исследования выбрана пылеватая фракция (-0,071 мм) хвостов обогащения лопаритовых руд поверхностного слоя глубиной до 8 см неэксплуатируемого поля хвостохранилища горнорудного предприятия. Товарный продукт, получаемый на предприятии (лопаритовый концентрат), 108