Маркёры биогеохимического мониторинга в районе хвостохранилища сульфидных руд

Abstract

Актуальность. Хвостохранилища горнодобывающих предприятий являются источниками загрязнений окружающей среды химическими элементами и служат существенным фактом риска для хозяйственно-питьевого водопользования и здоровья населения. На примере воды гидроотвала на хвостохранилище в пос. Комсомольск (Кемеровская обл.), вмещающего отходы цианирования золото-арсенопирит-кварцевых руд, показано воздействие мышьяка и сурьмы на организмы теплокровных животных. Цель: обоснование маркеров мониторинга окружающей среды и теплокровных организмов в условиях риска воздействия хвостохранилища отходов обогащения сульфидных руд. Методы исследования включали в себя отбор проб воды из гидроотвала с целью перорального введения экспериментальным животным (самцы белых крыс линии Вистар с массой тела 250-290 г). Воду анализировали на ряд химических элементов методом ICP-AES. Далее после препарирования животных определяли элементный состав тканей. Анализ осуществлялся методом РФА-СИ на станции элементного анализа VEPP-3 (ИЯФ СО РАН). Обработка эмиссионных спектров производилась с помощью программы AXIL. Результаты. По данным элементного состава тканей органов - печени, почек, сердца, легких, щитовидной железы, крови, мочи и кала - самцов белых крыс линии Вистар обоснованы маркеры экспозиции комбинированного действия сурьмы (42-61 мкг/кг/сут) и мышьяка (10,0-15,0 мкг/кг/сут). Установлено, что воздействие сурьмы и мышьяка в исследуемых дозах приводит как к их накоплению в тканях органов животных, так и к изменению баланса Zn, Cu, Fe, Mn, Sr, Ni, Pb. Рассчитаны коэффициенты абсорбции и элиминации As и Sb для тканей внутренних органов при пероральном поступлении в организм, а также показана корреляция между содержанием As и другими элементами в органах экспериментальных животных в разные сроки эксперимента как маркеры реакции организма.

Relevance. Sulfide mining tailings as a source of chemical element pollution of the environment are a significant risk to household water use and public health. On the example of the sulfide tailings impoundment at the Komsomolsk settlement (Kemerovo region), containing cyanidation wastes of gold-arsenopyrite-quartz ores, the effects of arsenic and antimony on warm-blooded animals is shown. The elemental markers of wastewater toxicity were substantiated in the experiment on laboratory animals. The aim of the research is to substantiate the environmental monitoring markers and warm-blooded organisms under the risk of exposure to tailings of sulfide ore dressing waste. The methods of the research included sampling water from a hydraulic dump to use it as a drink for experimental animals (male Wistar white rats weighing 250-290 g). Water was analyzed for a number of chemical elements by ICP-AES. Further, after preparation of the animals, the elemental composition of the tissues was determined. The analysis was performed by the XRD-SI method at the VEPP-3 elemental analysis station (INP SB RAS). The emission spectra were processed using the AXIL program. The results. According to the elemental composition of tissues of organs - liver, kidneys, heart, lungs, thyroid gland - of male white Wistar rats, the markers of exposure of the combined action of antimony and arsenic in doses of 42-61 and 10-15 [mu]g/kg/day, respectively, were determined. It was found that the effect of antimony and arsenic in the doses studied is accompanied by their accumulation in the tissues of animal organs, and changes in the balance of other elements - zinc, copper, iron, manganese, strontium, nickel, and lead. Coefficients of absorption and elimination of arsenic and antimony for tissues of internal organs at oral intake were calculated and the correlation of elements in different organs was shown.