COPPER SPECIATION IN TECHNOGENESIS AREA OF COAL MINING INDUSTRY (case of Vizeyska mine Chervonohrad mining area)
Keywords:
coal-mining, heavy metals speciation, environmental safety, geochemistry of copper.Abstract
This article provides an environmental hazard factors assessment in the Vizeyska mine area. The assessment is aimed at the determination of the copper species spreading mechamisms in the mine’s gob pile rock. Vizeyska mine belongs to the Lviv-Volyn coal basin of Ukraine which can be identified as the southeastern part of the Lublin Basin in Poland. This mine was in operation from 1960 to 2009 accumulating 5.1 million m3 of rock in the gob pile. The copper concentrations in mudstones, siltstones, sandstones, gob pile’s coal and soils in the affected area have been determined in the bulk form and in acid soluble, ammonium acetate and water soluble extracts. The content of copper in the gob pile in the bulk form varies from 8.04 mg/kg to 65.89 mg/kg and is on the average 31.63 mg/kg. The copper concentration ratios in relation to clarke in the sedimentary rock were found, and based on these data, a copperphilicity range for the gob pile rock was proposed. The copper concentration in the acid soluble extract is the highest in mudstone (6.72 mg/kg), a bit lower in coal (6.08 mg/kg), sandstones (4.14 mg/kg) and the lowest in siltstone (2.29 mg/kg). The copper content reduction range in the ammonium acetate extract is somewhat different: mudstones (3.10 mg/kg) – coal (1.90 mg/kg) – siltstone (1.50 mg/kg) – sandstone (1.35 mg/kg). As regards the bulk form, the copper content ratios in the hydrochloric acid extract range from 0.099 to 0.515 in the rock and from 0.576 to 0.625 in the soils; in the ammonium acetate – from 0.044 to 0.168 in the rock and from 0.119 to 0.137 in the soils. The results of our research allow to consider the soils in the area affected by the Vizeyska mine’s gob pile with regard to spreading of various copper species environmentally safe and utilizable.
References
Taylor S.R.Trace elements abundances and the chondritic Earth model. Geochemica et Cosmochimica Acta. 28. 1964, 1989. – 1998.
Краткий справочник по геохимии /Под ред. Войткевич Г.В., Мирошников А.Е., Поваренных А.С., Прохоров В.Г. – М.: Недра, 1970. – 280 c.
Кабата-Пендиас А. Микроэлементы в почвах и растениях: Пер. с англ. / Кабата-Пендиас А., ПендиасХ. – М.: Мир, 1989. – 439 с.
Жовинский Э.Я. Геохимия тяжелых металлов в почвах Украины / Э.Я. Жовинский, И.В. Кураева. – К.: Наукова думка, 2002. – 213 с.
Карабин В.В. Форми знаходження міді у ґрунтах в зоні техногенезу сміттєзвалищ / В.В. Карабин, А.С. Войціховська, В.Д. Погребенник // Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна. – № 16 (206). – 2012. – С. 193-198.
Юдович Я.Э. Токсичные элементы-примеси в ископаемых углях / Я.Э. Юдович, М.П. Кетрис. – Екатеринбург: УрО РАН, 2005. – 648 с.
Предельно допустимые концентрации химических веществ в почве (ПДК), утв. МЗ СССР от 01.02.85. – № 3210–85.
Гигиенические нормативы ГН 2.1.7.020–94 «Ориентировочно допустимые концентрации (ОДК) тяжелых металлов и мышьяка в почвах» (Дополнение N 1 к перечню ПДК и ОДК N 6229–91) (утв. Постановленим Госкомсанэпиднадзора РФ от 27 декабря 1994 г. N 13). 9. Книш І.Б. Геохімія мікроелементів у породах терикона шахти Візейська Львівсько-Волинського кам’яновугільного басейну / І.Б. Книш // Вісник Львівського університету. – Сер.: геологічна, 2008. – Вип 22. – С. 58–71.
Інтерактивна карта родовищ корисних копалин. Електронний ресурс URL: http://geoinf.kiev.ua/wp/interaktyvna-karta-rodovyshch-korysnykh-kopalyn.htm
Лисиченко Г.В. Проблеми хімічної та радіаційної безпеки України / Г.В. Лисиченко // Вісн. НАН України, 2015, № 6. – C. 20-27. doi: 10.15407/visn2015.06.020
Лисиченко Г.В. Концептуальні засади створення експертної аналітично-інформаційної підсистеми аналізу ризиків державної системи моніторингу довкілля / Г.В. Лисиченко, Г.А. Хміль // Моделювання та інформаційні технології. – 2009. – Вип. 50. – С. 71-77.
Лисиченко Г.В. Природний, техногенний та екологічний ризики: аналіз, оцінка, управління / Г.В. Лисиченко, Ю.Л. Забулонов, Г.А. Хміль. – К.: Наукова думка, 2008.–543 с.
Екологічна безпека вугільних родовищ України / Рудько Г.І., Бондар О.І., Яковлєв Є.О., Машков О.А. та ін. – Київ - Чернівці: Букрек, 2016. – 608 с.
Определение содержания тяжелых металлов в пробах почвы. Сборник «Методические указания по определению тяжелых металлов в почвах сельхозугодий и продукции растениеводства» (издание 2-е, перераб. и доп.). – М., 1992. – 238 с.
Бобрик Н.Ю. Поширення та акумуляція важких металів у ґрунтах призалізничних територій / Н.Ю.Бобрик // Вісник Дніпропетровського університету. Біологія, екологія. – 2015. – № 23(2), – С. 183–189. doi:10.15421/011526
P. Del Castilho & I. Rix (1993). Ammonium Acetate Extraction for Soil Heavy Metal Speciation; Model Aided Soil Test Interpretation, International Journal of Environmental Analytical Chemistry, 51:1-4, 59-64, DOI: 10.1080/03067319308027611
Билина Л.В. Вміст рухомих форм міді у ґрунтах Бердичівського району /Л.В. Билина, І.О. Першко // Біологічні дослідження. Збірник наукових праць. – Житомир: ПП «Рута», 2016. – C. 335 – 336.
Войціховська А.С.Експериментальні дослідження рухомих та кислоторозчинних форм важких металів у ґрунтах у зоні впливу Львівського полігону твердих побутових відходів / А.С. Войціховська, В.В. Карабин, В.Д. Погребенник // Вісник ЧДТУ. – 2013. – № 1. – С. 96-99.
Войціховська А.С. Поширення різних за рухомістю форм цинку у ґрунтах у зоні техногенезу сміттєзвалищ / А.С. Войціховська, В.В. Карабин, В.Д. Погребенник // Наукові праці ДонНТУ. Серія гірничо-геологічна. – 2013. – № 2 (19). – С. 3–9.
Loza Iryna, Kul’bachko Yurii, Didur Oleg, Kryuchkova Angelina. Environmental Role of Earthworm (Lumbricidae) in Formation of Soil Buffering Capacity Against Copper Contamination in Remediated Soil, Steppe Zone of Ukraine. Chapter 14. P. 277-287 http://dx.doi.org/10.5772/64722 // Soil Contamination - Current Consequences and Further Solutions. Edited by Marcelo L. Larramendy and Sonia Soloneski, Publisher: InTech, 2016. 354 pages. DOI: 10.5772/62589
Самохвалова В. Еколого-геохімічна оцінка фонового рівня вмісту різних форм мікроелементів ґрунту / В. Самохвалова, А. Фатєєв, Є. Лучникова // Вісник Львівського університету. Серія біологічна. – 2011. – Вип. 55. – С. 125–133.
Cecil C.B., Stanton R.W., Allshouse S.D., Finkelman R.B. Geologic controls on mineral matter in the Upper Freeport coal bed // Symposium on coal cleaning to Achieve Energy and Environmental Goals. Proc. V.1 / Eds. S.E. Rogers, A.W. Lemmon, Jr. Washington, D.C.: EPA, 1979. P. 110-125. (Rep. EPA-600/7-79-098a).
Пат. 55027 Україна МПК G01N 33/24 G01N 33/18. Спосіб визначення класу небезпеки твердих відходів гірничодобувної промисловості / Г.А. Кроїк, В.А. Білецька, Н.Є. Яцечко, В.І. Демура; власник Дніпропетровський Національний університет імені Олеся Гончара. – № u200909965 ; заявл. 30.09.2009 ; опублік. 10.12.2010, Бюл. № 23. – 3 с.
Книш І.Б.Геохімія мікроелементів у породах терикону копальні Межирічанська Львівсько-Волинського кам’яновугільного басейну / І. Книш, В. Карабин // Геологія і геохімія горючих копалин. – 2010. – № 3-4 (152-153). – С. 85-101.
Knysh I., Karabyn V. Heavy metals distribution in the waste pile rocks of Chervonogradska mine of the Lviv-Volyn coal basin (Ukraine).Pollution Research Journal Papers. Vol 33, Issue 04, 2014. 663-670.
Книш І.Б. Розподіл вмісту хемічних елементів у породах териконів Червоноградського гірничо-промислового району / І.Б. Книш, В.В. Харкевич // Вісник Львівського університету. – Сер.: геологічна, 2003. – Вип. 17. – С. 148-158.
Терещук О. Вплив відвалів гірничодобувної промисловості на навколишнє середовище Нововолинського гірничопромислового району / О. Терещук // Вісник Львівського університету. – Сер.: Географічна. – 2007. – Вип. 34. – С. 279-285.
Яцух О.М.Особливості територіального розподілу важких металів у зоні впливу відвалу Червоноградської шахти / О.М. Яцух, В.В. Снітинський // Науковий вісник Львівського національного університету ветеринарної медицини та біотехнологій ім. Ґжицького. – 2011. – Т. 13, № 2(2). – С. 190-195.
Павличенко А.В. Екологічна небезпека породних відвалів ліквідованих вугільних шахт/ А. В. Павличенко, А. А. Коваленко // Геотехнічна механіка. – 2013. – Вип. 110. – С. 116-123.
Перельман А.И. Геохимия ландшафта/ А. И. Перельман, Н. С. Касимов. – М. : Астрея-2000, 1999. – 610 с.
Мінеральний склад відходів видобутку і збагачення вугілля, їхні екзогенні зміни та вплив на природні води за результатами гідроекологічного моделювання (Червоноградський гірничопромисловий район) / Г. Бучацька, Н. Дворянська, А. Дворянський, В. Дяків // Мінералогічний збірник. – 2014. – № 64. Вип. 2. – С. 176–194.
