Лабораторне дослідження процесу біовилуговування важких металів як явища кислотного шахтного дренажу
| dc.contributor.author | Ковров, О. С. | uk_UA |
| dc.contributor.author | Клімкіна, І. І. | uk_UA |
| dc.contributor.author | Самарська, Алла Віталіївна | uk_UA |
| dc.contributor.author | Красовський, С. А. | uk_UA |
| dc.date.accessioned | 2020-09-14T08:54:44Z | |
| dc.date.available | 2020-09-14T08:54:44Z | |
| dc.date.issued | 2019 | |
| dc.description | А. Самарська: ORCID 0000-0002-0828-9457 | uk_UA |
| dc.description.abstract | UK: Мета. Дослідити в лабораторних умовах особливості процесів біовилуговування важких металів бактеріями виду Acidithiobacillus ferrooxidans як явища кислотного шахтного дренажу. Методика дослідження полягає у вивченні закономірностей хімічних процесів кислотного шахтного дренажу в гірничих сірковмісних породах внаслідок активності ацидофільних бактерій виду A. ferrooxidans. Досліджено процес вилуговування сірки та міді з штучно підготовлених культуральних середовищ. Кількісне визначення вмісту іонів міді у пробах культурального середовища виконано колориметричним методом. Для детальної оцінки змін концентрацій заліза та міді у пробах та детального мікроелементного аналізу застосовано метод мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (ІЗП-МС). Результати дослідження. Виконана низка експериментів щодо біопоглинання та біовилуговування важких металів в культуральних середовищах з бактеріями A. ferrooxidans. Встановлено, що внаслідок бактеріальної активності спостерігається поступове зниження pH в культуральних середовищах через ріст бактерій, внаслідок чого важкі метали вилуговуються в розчин. Наукова новизна. Встановлено нові залежності щодо біовилуговування та біопоглинання важких металів в культуральних середовищах внаслідок росту ацидофільних бактерій. Так, за 12 днів експерименту в середовищі з елементарною сіркою концентрація сірчаної кислоти підвищилася в 2,5-3 рази, pH розчину знизився в середньому з 2,66 до 2,17, а об’ємні витрати NaOH для нейтралізації H2SO4 у розчині збільшилися з 0,73 до 1,83 мл. На середовищі з сульфідом міді Cu2S концентрація заліза за рахунок його поглинання бактеріями зменшилась в середньому з 113,42 до 44,13 ммоль/л, концентрація міді збільшилась з 2,77 до 12,1 ммоль/л, pH розчину знизився в середньому з 2,63 до 2,12, одиниць. Практичне значення. Результати досліджень дозволяють розробити дієві заходи щодо усунення кислотного шахтного дренажу з породних масивів, що містять сульфіди важких металів. | uk_UA |
| dc.description.abstract | EN: Purpose. To investigate in laboratory conditions the peculiarities of bioleaching of heavy metals by bacteria Acidithiobacillus ferrooxidans sp. as the phenomenon of acid mine drainage. Methodology. The research methodology deals with the study of the patterns of acid mine drainage chemical processes in mine sulfur-containing rocks due to the activity of acidophilic bacteria of the A. ferrooxidans. The process of leaching of sulfur and copper from artificially prepared culture media is investigated. The quantitative determination of the copper ions in the samples of the culture me-dium was performed by the colorimetric method. A detailed method of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) was used to evaluate in detail the changes in iron and copper concen-trations in the media samples and the detailed microelement analysis. Findings. A number of experiments have been performed on the bioabsorption and bioleaching of heavy metals in culture media with A. ferrooxidans. Bacterial activity has been shown to result in a gradual decrease in pH in culture media due to the growth of A. ferrooxidans resulting in heavy metals leaching into the solution. Originality. New dependencies on bioleaching and bioabsorption of heavy metals in culture media due to the growth of acidophilic bacteria have been established. Thus, during the 12 days of the ex-periment in the medium with elemental sulfur, the concentration of sulfuric acid increased by 2.5-3 times, the pH of the solution decreased from 2.66 to 2.17 in average, and the volume flow of NaOH to neutralize H2SO4 in the solution increased from 0.73 to 1.83 ml. On medium with copper sulfide Cu2S the concentration of iron due to its absorption by bacteria decreased from 113.42 to 44.13 mmol/l in average, the concentration of copper increased from 2.77 to 12.1 mmol/l, the pH of the solution decreased from 2.63 to 2.12 units. Practical implications. The results of the research allow develop effective measures to eliminate acid mine drainage phenomenon from rock mass containing heavy metal sulfides. | en |
| dc.description.abstract | RU: Цель. Исследовать в лабораторных условиях особенности процессов биовыщелачивания тяжелых металлов бактериями вида Acidithiobacillus ferrooxidans как явления кислотного шахтного дренажа. Методика исследования заключается в изучении закономерностей химических процессов кислотного шахтного дренажа в горных серосодержащих породах в результате активности ацидофильных бактерий вида A. ferrooxidans. Исследован процесс выщелачивания серы и меди в искусственно подготовленных культуральных средах. Количественное определение содержания ионов меди в пробах культуральной среды выполнено колориметрическим методом. Для детальной оценки изменений концентраций железа и меди в пробах и детального микроэлементного анализа применен метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС). Результаты исследования. Выполнен ряд экспериментов по биопоглощению и биовыщелачиванию тяжелых металлов в культуральных средах с бактериями A. ferrooxidans. Установлено, что в результате бактериальной активности наблюдается постепенное снижение pH в культуральных средах вследствие роста бактерий, в результате чего тяжелые металлы выщелачиваются в раствор. Научная новизна. Установлены новые зависимости по биовыщелачиванию и биопоглощению тяжелых металлов в культуральных средах вследствие роста ацидофильных бактерий. Так, за 12 дней эксперимента в среде с элементарной серой концентрация серной кислоты по-высилась в 2,5-3 раза, pH раствора снизился в среднем с 2,66 до 2,17, а объемные расходы NaOH для нейтрализации H2SO4 в растворе увеличились с 0,73 до 1,83 мл. На среде с сульфидом меди Cu2S концентрация железа за счет его поглощения бактериями уменьшилась в сред-нем с 113,42 до 44,13 ммоль/л, концентрация меди увеличилась с 2,77 до 12,1 ммоль/л, а pH раствора снизился в среднем с 2,63 до 2,12 единиц. Практическое значение. Результаты исследований позволяют разрабатывать действенные меры по устранению кислотного шахтного дренажа из породных массивов, содержащих сульфиды тяжелых металлов. | ru_RU |
| dc.identifier | DOI: 10.33271/crpnmu/60.150 | |
| dc.identifier.citation | Ковров О. С., Клімкіна І. І., Самарська А. В., Красовський С. А. Лабораторне дослідження процесу біовилуговування важких металів як явища кислотного шахтного дренажу. Зб. наук. пр. Нац. гірн. у-ту. Дніпро, 2019. С. 150–161. DOI: 10.33271/crpnmu/60.150. | uk_UA |
| dc.identifier.issn | 2071-1859 (print) | |
| dc.identifier.issn | 2521-6635 (online) | |
| dc.identifier.uri | http://eadnurt.diit.edu.ua/jspui/handle/123456789/12172 | |
| dc.identifier.uri | http://znp.nmu.org.ua/index.php/en/archives/27-60en/235-60en15 | |
| dc.language.iso | uk_UA | |
| dc.publisher | Дніпровський національний гірничий університет, Дніпро | uk_UA |
| dc.subject | кислотний шахтний дренаж | uk_UA |
| dc.subject | біовилуговування | uk_UA |
| dc.subject | важкі метали | uk_UA |
| dc.subject | культуральне середовище | uk_UA |
| dc.subject | метод мас-спектрометрії з індуктивно зв’язаною плазмою (ІЗП-МС) | uk_UA |
| dc.subject | bioleaching | en |
| dc.subject | heavy metals | en |
| dc.subject | culture medium | en |
| dc.subject | Acidithiobacillus ferrooxidans | en |
| dc.subject | inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) | en |
| dc.subject | кислотный шахтный дренаж | ru_RU |
| dc.subject | биовыщелачивание | ru_RU |
| dc.subject | тяжелые металлы | ru_RU |
| dc.subject | культуральная среда | ru_RU |
| dc.subject | метод масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой (ИСП-МС) | ru_RU |
| dc.subject | КХІЕ | uk_UA |
| dc.title | Лабораторне дослідження процесу біовилуговування важких металів як явища кислотного шахтного дренажу | uk_UA |
| dc.title.alternative | Laboratory Investigation of the Process of Heavy Metals Bioleaching as an acid Mine Drainage Phenomena | en |
| dc.title.alternative | Лабораторное исследование процесса биовыщелачивания тяжелых металлов как явления кислотного осушения шахт | ru_RU |
| dc.type | Article | en |