Органические микропримеси в шахтных водах Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

__________________________________ © Н.Н. Рокосова, Е.Л. Счастливцев,

2009

УДК 543.544:622.7

Н.Н. Рокосова, Е.Л. Счастливцев

ОРГАНИЧЕСКИЕ МИКРОПРИМЕСИ В ШАХТНЫХ ВОДАХ

Получены сведения о содержании органических малолетучих микропримесей в образцах сточных вод обогатительной фабрики (ОФ) «Комсомолец» и образцах сточных вод шахты «Кольчугинская». Показано, что в случае ОФ «Комсомолец» технология закладки отходов в выработанное пространство закрытой шахты «Кольчугинская» позволила в определенной степени очистить сточные воды этой фабрики.

Ключевые слова: шахтные воды, органические микропримеси, хромато-масс-спектрометрия.

щ я олучение сведений о содержании в воде органических ж ж примесей является важнейшей задачей при осуществлении контроля качества воды . Известно значительное количество органических соединений, оказывающих токсическое и канцерогенное воздействие на живые организмы даже в микро - и наноконцентрациях [1]. Кроме того, органические соединения играют существенную роль в миграции химических элементов. Формируя органо-минеральные комплексы, они расширяют пределы возможного нахождения многих металлов, включая токсические [2].

Нами изучены образцы сточных вод обогатительной фабрики (ОФ) «Комсомолец» и образцы сточных вод шахты «Кольчугинская» с целью исследования, выделенных из них, малолетучих органических компонентов. Одним из способов складирования отходов обогатительных фабрик является захоронение этих отходов в выработанном пространстве закрытых шахт. С этой целью содержимое шламоотстойника ОФ «Комсомолец» закачивали в отработанные угольные пласты шахты «Кольчугинская». При этом решались две задачи - складирования отходов и очистки сточных вод обогатительной фабрики.

Извлечение и концентрирование малолетучих органических примесей проводили методом жидкостно-жидкостной экстракции. В качестве экстрагента использовали хлороформ. Анализ выполняли на газовом хроматографе фирмы Agilent Technology (США) оснащенном масс-спектрометрическим детектором той же фирмы.

Среди изученных органических соединений особое место занимали углеводороды, которые присутствовали в пробах в значительных количествах. Они представлены в основном высокомолекулярными алканами, диапазоны распределений которых варьировались в различных пробах и находились в следующих границах С14 - С40, С21 - С44. В пробах сточных вод ОФ «Комсомолец» также обнаружены алкилбензолы. Распределение углеводородов в воде контролируется как природными, так и техногенными факторами.

Диалкилфталаты также присутствовали во всех пробах, по источникам генезиса эти соединения относятся к типу техногенных загрязнений. Среди индивидуальных диалкилфталатов обнаружены дибутилфталаты и метилизопропилфталаты. Помимо диалкилфта-латов в исследуемых пробах присутствовали и моноэфиры фтале-вой кислоты, в которых в качестве алкильного заместителя идентифицирован 2-этилгексил.

Кроме фталатов в сточных водах ОФ «Комсомолец» и сточных водах шахты «Кольчугинская» обнаружены метиловые эфиры жирных карбоновых кислот, эфиры дикарбоновых и нафтеновых кислот.

Судя по хроматограмме, среди малолетучих органических компонентов, выделенных из сточных вод ОФ «Комсомолец», преобладали производные триэтиленгликоля. Площадь пиков этих соединений в несколько раз превышала площадь пиков остальных примесей. Эти загрязнения относятся к типу техногенных. Производные триэтиленгликоля используются в производстве пластификаторов, применяются в качестве пенообразователей в процессах флотации. Хроматограмма органических соединений, выделенных из подкисленного раствора сточных вод ОФ «Комсомолец» (рН<2) представлена на рисунке.

При выпаривании проб сточных вод ОФ «Комсомолец» произошло концентрирование более высокомолекулярных примесей. Хроматограмма выпаренной пробы характеризуется преобладанием другого компонента - фосфорорганического соединения, предположительно третичного фосфиноксида. Области применения фосфиноксидов различные, в том числе они используются как присадки к смазочным маслам. На хроматограмме также зафиксированы алифатические углеводороды

Хроматограмма малолетучих органических соединений сточных вод ОФ «Комсомолец», выделенных при рН <2

с большим молекулярным весом по сравнению с алифатическими углеводородами неконцентрированной пробы.

Хроматограмма органических примесей, выделенных из сточных вод шахты «Кольчугинская», не содержала пиков, соответствующих производным триэтиленгликоля - основным загрязняющим компонентам, выделенным из сточных вод ОФ «Комсомолец», но на этой хроматограмме зафиксирован сигнал, соответствующий фосфиноксиду.

Таким образом, в случае ОФ «Комсомолец» технология закладки отходов в выработанное пространство закрытой шахты «Кольчугинская» позволила в определенной степени очистить сточные воды этой фабрики. Основной загрязняющий компонент - производные триэтиленгликоля, используемые в процессе флотации, не обнаружены в сточных водах шахты. Однако, помимо типичных для шахтных вод органических загрязнений, к которым относятся алканы, фталаты, жирные карбоновые кислоты, эфиры жирных карбоновых кислот [1], в сточных водах шахты «Кольчугинская» зафиксировано фосфорорганическое соединение, предположительно фосфиноксид.

1. Пилипенко А.Т., Милюкин Н.Р., Тулюпа Ф.М. Химия и технология во-ды.1991, N 9, с. 805-825.

2. Конторович А.А., Шварцев С.Л., Зуев В.А. и др. Геохимия. 2000, N 5, с. 533-544. ЕШ

Rokosova N.N., Schastlivtsev E.L.

ORGANIC MICROCOMTAMINANTS OF MINE WATERS

Some data for organic semi-volatile microcontaminants in samples of waste waters of concentrating mill (CM) "Komsomolec” and samples of waste waters of mine "Kolchuginsky” are received. . It is shown that in case of CM "Komsomolec” the technology of a bookmark of a waste in the developed space of closed mine "Kolchuginsky” has allowed to clear waste waters of this factory in certain degree.

Key words: mine waters, organic microcontaminants, chromato-mass- spectrometry.

___ Коротко об авторах _______________________________________________

Рокосова Надежда Николаевна - кандидат химических наук, старший научный сотрудник, E-mail: rokosova@rambler.ru

Счастливцев Евгений Леонидович - доктор технических наук, заведующий лабораторией, E-mail: zavlab@kemsc.ru

Учреждение Российской академии наук Институт угля и углехимии СО

РАН.