Минимизация негативного воздействия ионов тяжелых металлов на объектах железнодорожного транспорта

• Автор: Сахарова, Антонина Сергеевна
• Шифр специальности: 03.02.08
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 163 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1 Современные способы минимизации негативного воздействия ионов тяжелых металлов на объектах железнодорожного транспорта

1.1 Загрязнение окружающей среды объектами железнодорожного транспорта

1.1.1 Загрязнение окружающей природной среды ионами тяжелых металлов, поступающими от железнодорожного транспорта

1.2 Экозащитные методы и технологии, применяемые на железнодорожном транспорте

1.3 Характеристика объектов, методов исследования и используемых методик

1.4 Выводы по главе

Глава 2 Разработка метода минимизации негативного воздействия ИТМ

на объектах железнодорожного транспорта

2.1 Выбор объектов железнодорожного транспорта для обеспечения защиты окружающей природной среды от ИТМ
2.2 Выбор минеральных геоантидотов среди техногенных гидросиликатов строительной деятельности и искусственно полученных силикатов
2.3 Выводы по главе
Глава 3 Исследование минеральных геоантидотов как средств защиты природной среды от ИТМ
3.1 Подготовка объектов исследования и модельных растворов ИТМ для определения геоэкозащитной активности
3.2 Определение геоэкозащитной активности портландцементного клинкера
по ИТМ
3.2.1 Исследование возможности использования клинкера для обезвреживания нефтепродуктов
3.2.2 Механизмы обезвреживания ионов тяжелых металлов
цементным клинкером
3.3 Определение геоэкозащитной активности боя автоклавного пенобетона
и силикатного строительного кирпича по ИТМ
3.4 Обработка результатов измерений
3.5 Выводы по главе
Глава 4 Придание экозащитных свойств объектам железнодорожного транспорта
4.1 Придание экозащитных свойств железнодорожному пути за счет применения минеральных геоантидотов совместно с геомембраной
4.2 Придание экозащитных свойств водоотводным сооружениям железнодорожного пути
4.2.1 Устройство экозащитной габионной конструкции на выпуске из лотка
для поверхностного водоотвода
4.2.2 Обеспечение экозащитной функции водоотводным лоткам
4.3 Разработка и расчет количественного параметра экозащитного технологического решения — коэффициента экоэксплуатации
4.4 Компьютерное моделирование зависимостей времени работы экозащитных средств
4.5 Выводы по главе
Глава 5 Опытно-промышленное опробование экозащитных технологических решений в действующих объектах железнодорожного транспорта
5.1 Опробование боя силикатного кирпича как экозащитного средства при эксплуатации железнодорожного пути
5.2 Опробование цементного клинкера как экозащитной загрузки в габионной конструкции для очистки поверхностных стоков
5.3 Опробование боя пенобетона как экозащитного средства при
функционировании водоотводных железобетонных лотков
5.3.1 Утилизация минеральных геоантидотов в виде искусственно полученных
и техногенных силикатов
5.4 Эколого-экономическая оценка применения экозащитных средств в виде минеральных геоантидотов для минимизации негативного воздействия ИТМ на объектах железнодорожного транспорта
5.4.1 Расчет предотвращенного ущерба при придании экозащитных
свойств действующим объектам железнодорожного транспорта
5.4.2 Расчет стоимости экозащитных мероприятий по обезвреживанию почвогрунтов и поверхностных стоков от ИТМ на объектах
железнодорожного транспорта
5.5 Выводы по главе
Основные научные и практические выводы
Перечень сокращений
Литература
Приложение А. Патент на изобретение
Приложение Б. Протоколы испытаний почвы и поверхностных вод вблизи
железнодорожного полотна на содержание загрязняющих веществ
Приложение В. Предписание ОАО «РЖД» Росприроднадзором о разработке плана мероприятий по оформлению разрешительной документации
на сброс сточных вод и регулярных наблюдений за водным объектом
Приложение Г. Листинг программы МАТЬАВ построения
графического представления зависимостей математической модели
Приложение Д. Акты об опытном испытании минеральных геоантидотов

металлов. Данный факт говорит о возможности использования многомасштабных отходов из силикатов и гидросиликатов, содержащихся в разрушенных строительных конструкциях, для детоксикации ИТМ. Таким образом, учеными кафедры были определены экозащитные свойства таких техногенных материалов, как неавтоклавный пенобетон, доменный гранулированный шлак, фосфогипс, шунгитсодержащий щебень и др.
В продолжение работ кафедры «Инженерная химия и естествознание» ПГУПС для определения минеральных геоантидотов в качестве объектов исследования нами были выбраны искусственно полученные силикаты в виде клинкера и такие техногенные гидросиликаты как бой автоклавного пенобетона и силикатного кирпича. Общим признаком для перечисленных материалов является минеральный состав, который включает различные силикатные минералы.
Такой искусственный полученный материал как цементный клинкер используется не только в цементной промышленности при производстве цемента, а также в дорожном строительстве как высокопрочный кирпич, получаемый из специальных глин обжигом до спекания. При нагревании извести и глины или других материалов сходного валового состава и достаточной активности до температуры 1450° С, происходит частичное плавление, и образуются гранулы клинкера. Для получения цемента клинкер перемешивают с несколькими процентами гипса и тонко перемалывают [91].
Минеральный состав обычных поргландцементных клинкеров [92] колеблется в пределах:
- трехкальциевый силикат (алит) - C3S (3 CaO х Si02) - 45-60%;
- двухкальциевый силикат (белит) - C2S (2 CaO х Si02) - 20-30 %;
- трехкальциевый алюминат - С3А (3 СаО х А1203) - 3-15%;
- четырехкальциевый алюмоферрит - (C4AF) 4 CaO х А1203 х Fe203- 10-20%.
Такие техногенные гидросиликаты как силикатный кирпич и автоклавный
пенобетон повсеместно используются в строительстве, что ведет за собой образование большого количества их боя.