Сумкин Андрей Александрович, студент, институт «Сибирская школа геонаук»
г. Иркутск
Andrei A. Sumkin, Student, Siberian School of Geosciences
Irkutsk
Алексеев Айаал Семенович, аспирант; младший научный сотрудник лаборатории обогащения минерального сырья
г. Иркутск
Ayaal S. Alekseev, Postgraduate Student; Junior Researcher of the Mineral Raw Materials Processing Laboratory
Irkutsk
Трусова Валентина Валерьевна, кандидат технических наук, старший научный сотрудник департамента геоэкологии, институт Сибирская школа геонаук
г. Иркутск
Valentina V. Trusova, Cand. Sci. (Eng.), Senior Researcher of the Geoecology Department, Siberian School of Geosciences
Irkutsk
Качор Ольга Леонидовна, доктор технических наук, руководитель департамента геоэкологии, институт «Сибирская школа геонаук»
г. Иркутск
Olga L. Kachor, Dr. Sci. (Eng.), Head of Geoecology Department, Siberian School of Geosciences
Irkutsk
Паршин Александр Вадимович, кандидат геолого-минералогических наук, проректор по геологии, наукам о Земле и окружающей среде; старший научный сотрудник лаборатории геохимии рудообразования и геохимических методов поисков, Институт геохимии им. А.П. Виноградова
г. Иркутск
Alexander V. Parshin, Cand. Sci. (Geol. & Mineral.), Vice-Rector for Geology & Earth and Environmental Sciences; Senior Researcher of the Laboratory of Geochemistry of Ore Formation and Geochemical Prospecting Methods
Irkutsk
В статье рассматривается новая простая и недорогая методика определения высоких концентраций водорастворимых форм тяжелых металлов с помощью неразрушающего химико-аналитического метода – рентгенофлуоресцентного анализа. Особенность методики в том, что, в отличие от стандартных подходов, в которых с помощью трудоемких и дорогостоящих методик с кислотным разложением проб (атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, атомно-абсорбционной спектрометрии) исследуются концентрации поллютантов, перешедшие в раствор (что требует анализа водных вытяжек), в данном случае изучаются изменения концентраций в твердом остатке проб на фильтрах через определенные интервалы времени, что позволяет применять для анализа более экономичный метод рентгенофлуоресцентного анализа. Эффективность методики показана на примере исследований миграции меди и свинца в техногенных отходах, сформированных комплексным воздействием горноперерабатывающей и металлургической промышленности на одном из объектов в Иркутской области. Приведено сопоставление определения концентраций с помощью рентгенофлуоресцентного анализа и атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой. Показано, что результаты исследований абсолютно сопоставимы, при этом трудоемкость и стоимость предлагаемого подхода, а также требования к квалификации персонала, выполняющего пробоподготовку и анализ, существенно ниже. Предлагаемый способ позволяет оценить возможность миграции токсикантов в различных условиях – от краткосрочного воздействия атмосферных осадков до продолжительных воздействий воды. Представленные результаты визуализации позволяют быстро категорировать пробы по особенностям протекания процесса вымывания водорастворимых форм.
This article discusses a new, simple, and inexpensive method for determining high concentrations of watersoluble forms of heavy metals using a non-destructive chemical analytical method – an X-ray fluorescence analysis. Unlike standard approaches, which employ labor-intensive and expensive acid digestion techniques (inductively coupled plasma atomic emission spectrograhy, inductively coupled plasma mass spectrometry, and atomic absorption spectroscopy) to measure pollutant concentrations in solution (requiring analysis of aqueous extracts), this method studies changes in concentrations in the solid residue of samples on filters at specific time intervals that enables the use of a more cost-effective X-ray fluorescence analysis method. The effectiveness of this method is demonstrated on example of the study of copper and lead migration in man-made waste generated by the combined effects of the mining and metallurgical industries at one of the facilities in the Irkutsk region. The concentrations determined using X-ray fluorescence analysis and inductively coupled plasma atomic emission spectrograhy are compared. The study results are shown to be completely comparable, while the labor intensity and cost of the proposed approach, as well as the qualification requirements for the personnel performing sample preparation and analysis, are significantly lower. The proposed method allows to assess the potential for toxic agent migration under various conditions – from short-term exposure to precipitation to prolonged exposure to water. The visualization results presented enable rapid categorization of samples based on the leaching behavior of water-soluble forms.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.