Защита городской среды

Обсуждены результаты экспериментальных исследований на Тайване с целью изучения влияния тяжелых металлов (Cr, Cd, Pb, Zn) на образование в твердой и газообразной фазах полициклических ароматических углеводородов (РАН) в процессе сжигания отходов. Наряду с этим определялась роль этих металлов на разделение РАН в оборудовании по контролю загрязненности окружающей среды. Экспериментальная система состояла из следующих основных элементов: системы подачи (загрузки) отходов и их температурной подготовки; печи с псевдоожиженным слоем, с двумя камерами для сжигания и дожигания отходов; камеры охлаждения; фильтров и скрубберов для извлечения летучей золы. Согласно методике, в отходы добавлялся один из тяжелых металлов. После сжигания определялось общее содержание РАН в золе циклонов и скрубберов, в воде скрубберов и в отходящих газах. Затем определялось содержание каждого из 16 РАН в твердой и газовой фазах. В выводах отмечается: роль тяжелых металлов в образовании РАН по степени убывания – Pb>Zn>Cd>Cr; независимо от присутствия этих металлов в подготовленных для сжигания отхода основную массу РАН составляют: нафталин, фенантрен, бензантрацен, бензфлюорены.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируются процессы, протекающие при очистке почв от примесей тяжелых металлов (хрома, никеля и кадмия) с применением электрокинетической технологии. Лабораторный эксперимент проводился с использованием двух видов почв: каолина и кристаллизованной мореной глины. В состав указанных проб почв искусственно вводился хром (CrIII и CrVI) в количестве 1000 мг/кг, а также никель и кадмий в количествах соответственно 500 мг/кг и 250 мг/кг. Полученные таким образом пробы почв подвергались воздействию электрического тока. Приведена схема и описание экспериментальной лабораторной установки, рассмотрены составы и приведены физико-химические свойства исследуемых образцов почв, а также обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что под действием приложенного электрического напряжения наблюдалось перемещение хрома (CrVI) в направлении анода, в то время как хром (CrIII), никель и кадмий мигрировали к катоду. Сообщено, что проведенные лабораторные исследования позволяют сделать вывод о сравнительно низкой эффективности использования рассматриваемого процесса, обеспечивающего выделение из почвы менее 20% содержащихся в исходном материале примесей тяжелых металлов.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируются процессы очистки почв от примесей свинца, цинка и кадмия с применением подкисленного соляной кислотой хлорида кальция. Представлена блок-схема рассматриваемого процесса и анализируется эффективность удаления указанных металлов на всех стадиях процесса очистки почв. Рассмотрена схема и представлена методика проведения экспериментов. Указанный процесс предусматривал агломерацию исходного очищаемого материала с целью обеспечения повышенной проницаемости почв, последующее выщелачивание агломерированного материала, полученного на первой стадии очистки, и выделение металлов из полученного промывочного раствора и его регенерацию и повторное использование, а также окончательную промывку очищенной почвы. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что использование предложенной технологии обеспечило выделение из почвы 94% свинца, 78% цинка и более 70% кадмия. Анализируется эффективность рассматриваемого процесса и даются рекомендации по его использованию.

Исследование закономерностей поступления и накопления ионов тяжелых металлов (ТМ) проведено не только в осадке сточных вод, но и в почвах. Показано, что на загрязненных почвах накопление ТМ в растениях зависит от уровня загрязнения почв (коэф. корреляции 0,91-0,98). Однако при поступлении избыточного колич. ТМ через корневую систему растений начинают работать защитные механизмы неспецифич. природы. По отношению к разным ТМ защитные возможности растений проявляются неодинаково. Ионы свинца, меди, цинка задерживаются в корнях растений, а ионы кадмия сравнительно легко проникают в надземные органы растений. Разное накопление загрязняющих веществ (ионов) объясняется не только различной толерантностью, но и различием в размере листовых пластин. От состава и свойств почв, определяющих мобильность ТМ, зависит их поступление в растения. Важнейшими факторами являются содержание в ней органич. вещества и кислотность (рН) почвы. С увеличением кислотности в почве возрастает содержание доступных для растений форм металлов и соотв. их транспорт в растения. Так на кислой почве (рН 4,4) при концентрации кадмия, равной 10 мг/кг, в зернах овса накапливалось в 44 раза больше данного металла, а в щелочной почве (рН 7,3) только в 9 раз больше, чем в контроле (Cd=0). При одновременном наличии в почве избыточного колич. нескольких тяжелых металлов возможен аддитивный, синергич. или антагонистич. эффект. Обнаружена тенденция к уменьшению коэф. биологич. поглощения у некоторых растений при увеличении концентрации ТМ, в частности свинца, в почве. Наибольшей способностью к поглощению ТМ из почвы обладают овощные, меньшей зерновые и техн. культуры.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование содержания тяжелых металлов (меди, кадмия, свинца и цинка) в составе почвы, растений и в земляных улитках вблизи автомагистрали, соединяющей города Наблус и Рамаллах, расположенных на западном побережье Палестины. Представлено описание методики отбора проб и проведения анализов. Сообщены сведения о содержании указанных тяжелых металлов в почве и проведено сравнение уровня их содержания с аналогичным показателем контрольных участков почвы. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что содержание меди, кадмия, свинца и цинка в растениях вблизи автомагистрали находилось в допустимых пределах, хотя и несколько превышало аналогичный показатель для контрольных растений, причем было обнаружено существенное различие содержания указанных металлов в корнях, стволах и листьях исследуемых растений. Приведена также информация о содержании этих металлов в организмах земляных улиток и отмечен значительный уровень содержания кадмия в этих организмах, превышающий в 30-50 раз аналогичный показатель для растений и почвы. Было также обнаружено превышение (более чем в 10 раз) содержания свинца в тканях улиток по сравнению с содержанием этого металла в листьях растений, однако несколько ниже, чем в придорожной почве. Содержание других перечисленных металлов в этих организмах не превышало нормальной концентрации.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и представлена информация о содержании различных компонентов в продуктах сжигания муниципальных и медицинских отходов. Исследования выполнялись с целью определения уровня содержания тяжелых металлов, неорганических солей и органических химических соединений в твердом остатке, зольном остатке и в летучей золе, образующихся в рассматриваемом процессе. Представлена информация о составе сжигаемых отходов и рассмотрена процедура выполнения исследований. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Отмечено, что коэффициент экотоксичности и уровень выщелачивания примесей из продуктов сжигания отходов существенно зависит от состава исходных смесей и изменяется от 12,967 мг/л до 1000000 мг/л для муниципальных отходов и от 2917 мг/л до 333150 мг/л для отходов, образующихся в больницах и др. медицинских учреждениях. Результаты химического анализа продуктов выщелачивания свидетельствуют о высоком уровне содержания в продуктах сжигания отходов свинца, сульфатов и хлорсодержащих соединений.

Разработана специальная программа, которая позволяет оптимизировать операции промывки. Установлено, что наиболее перспективными являются схемы промывки с последовательным переливом и дозированным протоком. Исследование различных направлений утилизации ионов металлов показали, что наиболее перспективен электролиз с выделением металлов, а для хрома – получение компонентов шлифо-полировальных паст или лакокрасочных пигментов.

Выполнено теоретическое и экспериментальное исследование и анализируется распределение тяжелых металлов (кадмия, хрома, меди и цинка) в продуктах сжигания муниципальных отходов, содержащих производные производные поливинилхлорида. Эксперименты осуществлялись на мусоросжигательной установке при различном содержании поливинилхлорида в массе исходного материала. В состав последнего входили бумага, текстиль, древесина, полимерные продукты и пищевые отходы. Отмечено, что соотношение хлорсодержащих компонентов и тяжелых металлов в исходной смеси изменялось в пределах от 3 до 200. Приведена схема и описание экспериментальной лабораторной установки. Рассматривается технология подготовки проб и методика выполнения экспериментов. Отмечено, что температура в рабочем пространстве мусоросжигателя поддерживалась на уровне 800°C. Обсуждены полученные при проведенных исследованиях результаты. Представлена информация о содержании тяжелых металлов в составе зольной пыли, в отходящих газах и в зольном остатке мусоросжигательной установки. Отмечено, что основными компонентами зольной пыли являются хлорсодержащие соединения щелочных и щелочноземельных металлов. В зольном остатке мусоросжигателя были также обнаружены диоксид кремния, метакремнекислый марганец, комплексные соединения алюминатов и силикатов. Оценивается влияние поливинилхлорида, на эмиссию химических соединений, содержащих примеси тяжелых металлов.

Известно применение электролитич. ячеек для извлечения металлов, напр., меди из сточных вод. При этом концентрация меди должна быть очень высокой, около 5000 ррм. При уменьшении ее до .

Более 20 лет тому назад было замечено, что микробы способны сорбировать Me из водных р-ров с малой конц-цией. В 1977 гг. возникла необходимость обезвреживания отработанной воды, загрязненной радионуклидами, что мотивировало развитие исследований в области биосорбции (Бс). В начале 1980 гг. появились первые патенты на применение специальных биомасс для очистки загрязненных вод. В патентах предусматривалась хим. переработка биомассы с превращением ее в твердую фазу и последующим гранулированием. В США и Канаде были сооружены пилотные установки и небольшие коммерческие произ-ва, подтвердившие возможность интегрированной технологии (выщелачивание и Бс). В процессе разработки последней были встречены трудности в части выбора биомасс. В 1990 гг. исследовательские работы посвящались изучению некоторых сторон Бс, например, конкуренции ионов и селективности. Было установлено, что Бс обладает уникальными св-вами в т. ч. высокой эффективностью выделения Me из р-ров. Дальнейшее применение Бс проявилось в создании т. н. гибридных технологий двух типов: интра-технологии (биосорбция, биовосстановление, биоосаждение) и интер-технологии (объединение биотехнологических процессов с небиотехнологическими, напр., осаждение, электрохим. процесс и т. д.). Отмечена также возможность комбинирования Бс с промежуточными метаболическими процессами, напр., биовосстановлением (Cr{6+}->Cr{3+}, Se{4+}->Se{0} и т. д.) и биоосаждением.