Разработка коллоидно-химических основ технологии удаления из почвы органических соединений электрокинетическим методом в присутствии хелантов

• Автор: Колосов, Андрей Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.11
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Г лава I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Характеристика методов удаления из почвы

органических соединений

1.2. Электрокинетическая очистка почвы от органических соединений 1 Перемещение загрязнителей в почве при наложении

электрическою поля

1.2.2. Образование двойного электрическою слоя в почве

1.2.3. Электрокинетический потенциал почвенной поверхности и скорость электроосмотическою потока в почвах
1.3. Коллоидные поверхностноактивные вещества и проведение очистки почвы от органических соединений с их использованием

1.3.1. Мицеллообразование и солюбилизация а растворах

коллоидных поверхностноактивных веществ
1.3.2. Применение коллоидных поверхностноактивных веществ
при удалении из иочвы органических соединений
1.4. Заключение
Глава II. ПРОВЕДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТОВ
2.1. Характеристики химических веществ и образцов почв, используемых в работе
2.1.1. Характеристики токсикантов
2.1.2. Характеристики хелатообразующих соединений хелантов
2.1.3. Характеристики коллоидных поверхностноактивных веществ
2.1.4. Характеристики образцов почв
2.2. Описания проведений экспериментов
2.2.1. Проведен ие исследован ий по определен ию электрокинетического потенциала почвенной поверхности
2.2.2. роведсние электроосмотических исследований
2.2.3. Проведение экспериментов по исследованию
комбинированного эле игроки нети ческого метода удаления органических соединений из почвы
2.2.3.1. Эксперименты но удалению органических соединений из
почвы комбинированным элсктрокинстическим методом
2.2.3.2. Эксперименты по определению влияния электрического поля на содержание органических соединений в растворах хелантов и коллоидных неионогенных
поверхностноактивных веществ
2.2.3.3. Эксперименты по определению адсорбции фенола
на почвенной поверхности
2.2.3.4. Проведение исследований растворимости гидрофобных органических соединений в растворах коллоидных неионогенных поверхностноактивных веществ
2.2.3.5. Определение содержания гидрофильных и гидрофобных органических соединений в жидкости и в почве
Глава III. ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИЙ ПОТЕНЦИАЛ ПОЧВЕННОЙ
ПОВЕРХНОСТИ В ПРИСУТСТВИИ ХЕЛАНТОВ
3.1. Влияние различных хелантов на электрокинетический
потенциал почвенной поверхности
3.2. Влияние растворов хелантов на электрокинетический
потенциал почвенной поверхности
3.3. Зависимость электрокинетического потенциала
почвенной поверхности от концентрации растворов хелантов
3.4. Выводы
Глава IV. ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРООСМОТИЧЕСКОГО ПОТОКА
В ПОЧВЕ В IТРИСУТСТВИИ ХЕЛАНТОВ
4.1. Скорость электроосмотического потока в почвах
в присутствии хелантов
4.2. Скорость электроосмотического потока в почвах
в присутствии хелантов и коллоидных неионогенных поверхностноактивных веществ
4.3. Скорость электроосмотического потока в почвах при разных температурах
4.4. Влияние электрического ноля на мтрацию многовалентных металлов в почве в условиях электроосмоса
4.5. Выводы
Глава V. УДАЛЕНИЕ ШДРОФИЛЪНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ПОЧВЫ КОМБИНИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
5.1. Адсорбция фенола на почвенной поверхности
5.2. Влияние электрического ноля на содержание фенола в растворах хслангов
5.3. Применение комбинированного электрокинетичсского метода для удаления из почвы гидрофильных органических соединений
5.4. Выводы
Глава VI. УДАЛЕНИЕ ГИДРОФОБНЫХ ОРГАНИЧЕСКИХ
СОЕДИНЕНИЙ ИЗ ПОЧВЫ КОМБИНИРОВАННЫМ ЭЛЕКТРОКИНЕТИЧЕСКИМ МЕТОДОМ
6.1. Коллоидная растворимость гидрофобных органических соединений в растворах неионогенных поверхностноактивных веществ
6.2. Влияние электрического ноля на содержание гидрофобных органических соединений в смешанных растворах коллоидных неионогенных поверхностноактивных веществ и хелантов
6.3. Применение комбинированного электрокинетического метода для удаления из почвы гидрофобных органических соединений
6.4. Выводы ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
2
ЛИТЕРАТУРА


Удаление органических соединений при помощи технологий i i, основанных на биологической обработке почвы, осуществляют в парниковых системах и на пахотных землях ,,. В этом случае очистка почвы осуществляется в результате разрушения молекул органического токсиканта под действием микроорганизмов. Биообработка, как ссгествснный экологический процесс, является весьма привлекательнььм способом очистки почвы. Е применение возможно на почвах разных типов при практическом отсутствии вторичного загрязнения окружающей среды. Однако биотехнологии являются весьма медленными процессами, далеко не всегда приводящими к полному удалению загрязнителя. Крайне затруднительно проводить очистку почвы таким способом на большой глубине ,,. К тому же, не все органические соединения, особенно при больших уровнях загрязнения, поддаются действию бактерий. Гак, например, трихлорэтан при содержании в почве 3 мгкг ингибирует действие бактерий . Определенные трудности при проведении биообработки почвы в полевых условиях связаны со снабжением биомассы питательными веществами , . Электрокинетическое удаление органических соединений из загрязненного участка грунта во многом лишено недостатков, которые присущи другим отмеченным выше способам очистки почвы, отвечающим технологиям i i. Электрокинетический метод основан на извлечении токсиканта из почвы в результате воздействия на не постоянного электрического поля . Электрокинетическая обработка почвы позволяет проводить удаление различных органических соединений. Так, например, была показана возможность проведения очистки почв этим способом от таких органических загрязнителей, как трихлорэтилеп , , , фенол ,, бензол , толуол , уксусная кислота , , а так же от нефти, бензина и машинного масла 3, . Электрокинетическая обработка позволяет проводить извлечение токсикантов из почв разных типов и в том числе из высокоглинистых почв, очистка которых при помощи прокачивания через их слой химических носителей и посредством их термической обработки вызывает значительные трудности . При этом удаление токсикантов можно осуществлять в фунте на большой глубине. В случае проведения очистки почвы электрокинетическим методом не ифает особой роли рельеф местности, наличие подземных коммуникаций и т. Сочетание таких загрязнителей встречается довольно часто , . Несмотря на очевидные достоинства электрокинетической очистки почвы, она имеет и свои недостатки. Проводить очистку почвы таким способом в большей степени оправдано при локальных загрязнениях , . Удаление органических соединений из почвы при помощи е электрокинетической обработки связано в основном со значительными временными затратами. Так, например, в рамках довольно большого проекта в США , , была проведена очистка глинистой почвы суглинок, от трихлорэтилена элсктрокинетическим методом в естественных условиях за временной интервал, равный примерно одному году. В работе в лабораторных условиях было проведено удаление фенола начальное содержание в почве и уксусной кислоты начальное содержание в поровом растворе почвы 0,1 мольл при напряженности электрического поля Вм за временной интервал, равный суткам. Таким образом, ни один из перечисленных способов удаления органических соединений из почвы, относящихся к технологиям i i, не является универсальным. Поэтому для осуществления успешной очистки почвы непосредственно на месте загрязнения в зависимосги от обсюятельсгв используются различные методы, а иногда и сразу несколько в параллельном или последовагельном режиме. Сегодня технологии i i продолжают развиваться 1 3, 5, , , , . Перед исследователями стоят задачи разработки таких методов очистки почвы от органических соединений, которые позволили бы добиваться высоких уровней удаления зарязнителя за довольно кроткие временные интервалы, не вызывая при этом поступления загрязнителя в окружающую среду, не изменяя существенным образом свойств очищаемой почвы, не требуя ввода новых токсических веществ, а если применение химических реагентов необходимо, то не вызывая их накопления в опасных количествах 1,2, . Во многом этим требованиям в перспективе могут удовлстворять способы очистки почвы, основанные на е электрокинетической обработке.