Вклад тяжелых металлов в экологическую опасность зол мусоросжигательных заводов г. Москвы

• Автор: Щедрова, Наталья Игоревна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 198 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
Щ' 1.1. Твердые бытовые отходы и связанные с ними экологические проблемы
1.1.1. Количество ТБО
1.1.2. Морфологический состав ТБО
1.0. Физико-химические свойства ТБО
1.1.4. Экологические проблемы, связанные с ТБО
1.2. Технические методы управления отходами
1.2.1. Сортировка и обогащение ТБО
1.2.2. Переработка
13. Методы термического обезвреживания отходов
13.1. Термические процессы, осуществляемые при температуре
ниже температуры плавления шлака
1.4. Мусоросжигательные установки как источник экологической опасности
1.5. Принципиальные схемы мусоросжигательных заводов г. Москвы
1.6. Состав зол мусоросжигательных заводов
1.7. Методы определения экологической опасности твердых
отходов в России и за рубежом
1.7.1. Метод определения экологической опасности
твердых отходов в России
1.7.2. Краткое описание расчетного метода
определения класса опасности отхода
1.73. Обзор различных зарубежных методик по определению опасности
твердых отходов для окружающей природной среды
1.73.1. Состав выщелачивающего раствора
1.73.2. Время контакта фаз
1.733. Массовое соотношение навески отхода и объема выщелачивающего раствора
1.73.4. Величина pH выщелачивающего раствора и ее контроль
1.73.5. Температура проведения процесса
1.73.6. Критерии токсичности фильтрата
ф 1.8. Кинетика выщелачивания твердых сыпучих материалов
1.8.1. Особенности кинетики топохимических реакций
1.8.2. Методы исследования топохимических реакций

1.83. Особенности реакций на пористых поверхностях
1.8.4. Кинетические закономерности реакция в целом
1.8.5. Уравнения топохнмии
^ 1.9. Экспрессный неразрушающий рентгеновский флуоресцентный анализ
твердых отходов
1.9.1. Возникновение рентгеновских спектров
1.9.2. Достоинства и недостатки рентгенофлуоресцетного метода
1.93. Возможности рентгенофлуоресцентного метода для анализа зол МСЗ
1.10. Методы математической статистики для обработки
экспериментальных результатов
1.10.1. Статистическая обработка результатов измерений
1.10.1.1. Выборочные статистические характеристики
1.10.1.2. Нормальное распределение
1.11. Заключение по литературному обзору
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Глава 2. Состав золы мусоросжигательных заводов №2 и№3 г.Москвы
2.1. Объекты исследования
и 2.2. Подготовка проб золы
23. Методы анализа
23.1. Неразрушающий анализ элементного состава твердой фазы
23.2. Рентгенофазовый анализ зольных отходов
23.3. Анализ элементов в растворах
2.4. Качественный РФС анализ проб золы МСЗ №2 и №
2.4.1. Определение рабочих параметров спектрометра СПАРК 1М
2.4.2. Рентгеновские волновые спектры проб золы
2.5. Определение приборных погрешностей
2.5.1. Определение аппаратурной погрешности
2.5.2. Определение погрешностей измерения и дрейфа
2.53. Определение мертвого времени и предельной скорости счета импульсов
2.6. Отсеивание грубых погрешностей
2.7. Уточнение погрешностей измерения интенсивностей флуоресценции
2.8. Определение вида распределения результатов измерений
# интенсивностей флуоресценции
2.9. Определение однородности выборочных дисперсий
2.10. Сравнение выборочных средних и выявление тренда

2.11. Распределение элементов по фракциям золы различной крупности
2.12. Определение фазового состава образцов золы
2.13. Количественное определение тяжелых металлов в золах уноса
* МСЗ № 2 методами РФС и АЭС-ИСП
2.14. Разработка методики РФС определения тяжелых металлов
в водных средах
2.14.1. Градуировочные аналитические функции и принципы градуировки
2.15. Эволюция спектральных характеристик золы после ее выщелачивания
различными растворами
Глава 3. Строение частиц летучей золы
3.1. Исследование кинетики и механизма процессов при обработке водой
золы МСЗ №2 и №
3.1.1. Исследование кинетики гетерогенного гидролиза
в периодическом реакторе
3.1.2. Экспериментальные данные по кинетике гидролитических процессов
и их обсуждение
3.1.3. Кинетика и механизм процессов при гетерогенном гидролизе
I частиц золы МСЗ №
3.13.1. Типичный вид интегральных кинетических кривых
в полулогарифмических координатах
3.13.2. Влияние гидродинамики на кинетику гетерогенного гидролиза
3.133. Зависимость скорости процесса от температуры
3.13.4. Гипотетический механизм процессов гетерогенного гидролиза и строение частиц летучей золы МСЗ №
3.13.5. Математическая модель кинетики кислотно-основных процессов
при обработке водой золы МСЗ №
3.1.4. Исследование процесса элюирования ТМ при фильтрации воды
через тонкий слой золы
3.1.4.1. Установка для изучения кинетики элюирования
3.1.4.2. Основы метода тонких слоев
3.1.43. Экспериментальные данные о содержании Zn и Си в элюатах,
полученные атомно-абсорбционным методом

• по массовому соотношению твердой и жидкой фаз;
• по температуре;
• по гидродинамическим условиям;
• по критерию оценки качества получаемого щелока.
Сгруппировав известные из литературных источников приемы экологической оценки по вышеперечисленным условиям эксперимента, можно привести следующие данные:
1.7.3.1.Состав выщелачивающего раствора
Согласно нормативным документам (AFNOR Х31-210) во Франции при оценке выщелачивания токсичных компонентов применяют деминерализованную воду [25,26] Подобный тест (DIN test 38414-S4) используется в Европе. В Нидерландах (SOSUV) исследования с использованием дистиллированной воды дополняют выщелачиванием раствором азотной кислоты (рН=4) [47].
В США для оценки опасности отходов используется две основные методики, разработанные Агентством по защите окружающей среды (“Extraction Procedure” (ЕР), ‘Toxicity Characteristic Leaching Procedure” (TCLP), U.S. EPA) [24,26,48], согласно которым, выщелачивающими растворами являются: 0,5 Н уксусная кислота (ЕР), забуференная или незабуференная уксусная кислота в зависимости от кислотно-щелочных свойств отхода -(TCLP). Единственная американская методика (“Standardized Extraction Procedure” (ЕР ASTM), American Society of Testing and Materials (ASTM)) [48,49], использующая в качестве выщелачивающего агента дистиллированную воду, применяется для оценки опасности материалов, изготовленных с добавлением промотходов. Некоторые исследователи (Eisenberg et al. 1986; Inyang 1992) считают, что она наилучшим образом соответствует натурным условиям контакта материала с выщелачивающим раствором, чем ЕР и TCLP методики [50,51].
Среди предлагаемых подходов к оценке миграционной способности загрязняющих веществ можно отметить работу [41], в которой предложено в качестве выщелачивающего агента использовать раствор серной кислоты с рН=2. Автор объясняет выбор данного раствора тем фактом, что в атмосфере регионов с высокой степенью индустриализации 60% кислотности атмосферных осадков обуславливается наличием растворенного диоксида серы, а выбор pH основан на том, что наиболее низкое, зафиксированное в мире, значение кислотности атмосферных осадков составило 1,9 ед. pH.
1.7.3.2. Время контакта фаз
Следует отметить, что методические обоснования времени контакта фаз не найдены ни в одной из перечисленных выше методик. Более того, очевиден факт значительных расхождений значений данного параметра.