Вестник Кольского научного центра РАН. 2009, №1.

катионов железа в очищаемой воде до 9-10 мг/л при чувствительности методов анализа 10-4 мкг/дм3. Исследован механизм очистки воды, заключающийся в окислении железа (II) до железа (III), выделении оксигидратной твердой фазы и соосаждении примесей марганца и других металлов. Разработана промышленная технология адсорбента- катализатора. 2. Разработана технология минерального фтор-селективного адсорбента на основе нефелинсодержащего минерального сырья для очистки сточных и шахтных вод от фтора. Для синтеза адсорбента, активного по отношению к фтор-иону, предложены щелочные алюмосиликатные минеральные породы. Сорбционно-активные центры сорбента, селективные к фтор-иону, формируются в процессе синтеза на основе оксигидратных алюминийсодержащих комплексов. Исследована степень очистки воды при различных концентрациях. При исходной концентрации фтор-анионов в очищаемой воде до 20 мг/л очищенная вода содержит фтор-иона менее 0.7 мг/л. Механизм очистки воды заключается в связывании фтор-иона твердой фазой адсорбента с одновременным снижением взвешенных частиц в очищенной воде от 20 до 0.5-1.0 мг/л. Разработана технология фтор-селективного адсорбента и проведена опытная проверка на реальных сточных водах. 3. Разработана бессточная технология синтеза тонкослойных оксигидратных титановых адсорбентов на основе кислотонестойкого сфенсодержащего минерального сырья для очистки технологических стоков предприятий по переработке радиоактивных отходов. В качестве матрицы для синтеза тонкослойного гранулированного адсорбента, активного в процессах обезвреживания радиоактивных технологических стоков, предложен сфеновый концентрат, получаемый при переработке апатит-нефелинового сырья Хибиногорского месторождения. В процессе синтеза в качестве сорбционно­ активных центров сформированы наночастицы оксигидратных Ti-содержащих комплексов, а в качестве связки при формировании гранул выступает алюмокремнегель, образующийся при кислотной обработке сфенового концентрата в условиях дефицита жидкой фазы. Проведены укрупнённые лабораторные испытания синтезированного адсорбента на реальных технологических стоках одного из предприятий по переработке радиоактивных отходов Мурманской обл. При исходной активности по 137Cs до 40 КБк/л технологического стока степень его очистки достигает 95.0%. Из работ ИППЭС в области моделирования экологических процессов важно отметить применение метода физико-химического моделирования в комплексе с другими методами экологического профиля. Эти работы развиваются под руководством к.х.н. С.И.Мазухиной и позволяют решить широкий круг задач, включая реконструкцию первичного состава природных вод в ассоциации с равновесной газовой фазой, которая обычно теряется при отборе водных проб [24, 33-37]. 1. Впервые проведено детальное исследование гипергенных преобразований минералов сульфидсодержащих хвостохранилищ Кольского п-ова, включая геоэкологические исследования техногенных объектов и их физико­ химическое моделирование. Установлено, что вследствие гипергенных процессов происходит перераспределение соотношений силикатной и сульфидной форм никеля в пользу первой. Результаты физико-химического моделирования системы «вода-порода- атмосфера» методом минимизации свободной энергии Гиббса (ПК «Селектор») термодинамически подтвердили возможность перехода никеля в силикатную форму. Экспериментально определенное содержание никеля в составе поровых вод растворов существенно выше ПДК, хотя рН поровых растворов выше 8, что свидетельствует об экологической опасности не только кислых, но и щелочных вод, контактирующих с никелем в силикатной форме в хвостохранилищах. 2. Проведено комплексное физико-химическое, палеоэкологическое и гидробиологическое исследование озер Пай-Кунъявр (Гольцовое) и Б.Вудъявр, расположенных в пределах Хибинского горного массива, одно из которых Пай- Кунъявр (Гольцовое) взято как модельный «условно фоновый» водоем, другое (Б.Вудъявр) испытывает техногенное воздействие предприятий горно-промышленного комплекса. Палеоэкологические и гидробиологические исследования показали, что с начала освоения Хибин оз.Б.Вудьявр претерпело качественные и количественные изменения видового состава фито- и зоопланктона и снижение уровня техногенной нагрузки не изменяет негативный характер этого воздействия. Но эти исследования лишь косвенно отражают качество вод водоема, которое зависит от величины рН, наличия взвесей, содержания кислорода. 3. В многолетнем цикле изучено формирование химического состава поверхностных, придонных вод оз.Имандра и поровых вод седиментов под воздействием стоков апатитового производства. Модель адекватно отражает процессы, происходящие в поверхностных, придонных и поровых водах губы Белой в периоды снижения и возрастания объемов производства. Результаты моделирования удовлетворительно совпадают по концентрациям макрокомпонентов и значениям рН с интервалами значений, полученных химико­ аналитическими методами. 4. Доказана возможность прогноза химического состава водной среды в зависимости от химического состава и объема стоков апатитонефелиновой обогатительной фабрики ОАО «Апатит» в масштабе реального времени (годовых циклов). Физико-химическим моделированием показано, что при постоянном объеме стоков начиная с 1998 г. (40 млн м3/год) концентрации Na+, SO42- через 10 лет увеличатся в 1.5 раза в поверхностных водах при соответственном росте концентраций К+, F-, Cl-и значений рН. Увеличение объема стока в 1.5 раза (60 млн м3/год), начавшееся с 2001 г., приведет состояние губы Белой через 10 лет к состоянию деградации водоема, имевшему место в конце 1980-х годов. 31