Ремедиация почвы, загрязненной тяжелыми металлами, с помощью мелиорантов-стабилизаторов

• Автор: Портнова, Анна Владимировна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Пермь
• Количество страниц: 135 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ИЗВЕСТНЫХ СПОСОБОВ РЕМЕДИАЦИИ ЗЕМЕЛЬ,

ЗАГРЯЗНЕННЫХ ТЯЖЕЛЫМИ МЕТАЛЛАМИ, И ОБЗОР МЕТОДОВ БИОТЕСТИРОВАНИЯ ПОЧВ НА ТОКСИЧНОСТЬ

1.1. Проблема загрязнения почв тяжелыми металлами

1.1.1. Характеристика ТМ как опасных токсикантов окружающей среды

1.1.2. Источники и пути загрязнения почв ТМ.

1.1.3. Особенности почв как природной среды, испытывающей загрязнение ГМ IX

1.1.3. Состояние, подвижность и биодоступность ТМ в почве.

1.1.5. Проблема нормирования содержания ТМ в почве

1.2. Методы ремедиации почв, загрязненных тяжелыми металлами

1.2.1. Стабилизация ионов Си в почве.

1.2.2. Стабилизация ионов РЬ2 в почве
1.2.3. Стабилизация ионов в почве
1.3. Методы биотестирования почв на токсичность.
1.4. Поступление тяжелых металлов из почвы в растения
ГЛАВА 2. ХАРАКТЕРИСТИКА ОБЪЕКТОВ ИССЛЕДОВАНИЯ. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
2.1. Методики приготовления мелиорантовстабилизаторов
2.1.1. Получение гу.мииовой кислоты, модифицированной ионами Ее3.
2.1.2. Получение магнийаммонийфосфата.
2.2. Характеристика лесной песчаной среднеоподзоленпой почвы.
2.3. Методика исследования сорбционных свойств ГКМ и МАО.
2.4. ИКспсктроскопня и РФА.
2.5. Метод экстракций ГМ из почвы
2.6. Определение ферментативной активности почвы.
2.7. Исследование перехода ТМ из почвы в растения.
2.8. Статистическая обработка результатов.
ГЛАВА 3. исследование ПРОЦЕССОВ СОРБЦИИ ИОНОВ Си2, РЬ2 И гп2 ГУМИНОВОЙ КИСЛОТОЙ
3.1. Построение и обработка изотерм сорбции ионов Си2, РЬ2 и Хп1 ГК при разных
3.1.1. Изотермы сорбции ГК с ионами Си2 при разных
3.1.2. Изотермы сорбции ГКМ ионов Си2, РЬ2 и при рН5,
3.2. Исследование механизмов сорбции методом ИКФурьеспектроскопии.
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОЦЕССОВ СОРБЦИИ ИОНОВ Си2, РЬ2 И п2 МАГНИЙЛММОНИЙФОСФАТОМ.
4.1. Построение изотерм сорбции ионов Си2, РЬ2, и Хп2 МАФ.
4.2. Исследование механизмов сорбции ионов Си2, РЬ и МАФ методом рентгенофазового анализа
4.3. Исследование механизмов сорбции методом ИКФурьеспектроскопии.
ГЛАВА 5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ДОЗ МЕЛИОРАНТОВ, НЕОБХОДИМЫХ ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННОЙ ГМ ПОЧВЫ, И ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТА ВНЕСЕНИЯ ГКМ И МАФ В ПОЧВУ НА СОСТОЯНИЕ в ней ГМ И ФЕРМЕНТАТИВУЮ АКТИВНОСТЬ
5.1. Метод расчета сорбционной емкости ГКМ и МАФ, соответствующей удалению ТМ из
почвы до уровня Г1ДК
5.2. Определение доз ГКМ и МАФ как мелиорантовстабилизаторов ТМ в почве
5.3. Исследование влияния ГКМ и МАФ на ферментативную активность почвы,
загрязненной ТМ
ГЛАВА 6. ИССЛЕДОВАНИЕ ПЕРЕХОДА ИОНОВ ГМ ИЗ ПОЧВЫ В РАСТИТЕЛЬНУЮ БИОМАССУ ПРИ ВНЕСЕНИИ ГКМ И МАФ В ЗАГРЯЗНЕННУЮ ПОЧВУ.
6.1. Определение содержания ТМ в растительной биомассе.
6.2. Результаты применения модифицированного торфа для стабилизации ТМ в почве
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ.
ЛИТЕРАТУРА


Применение ГКМ и МАФ как мелиорантовстабилизаторов значительно снижает подвижность ионов Си2 РЬ2 и 7м2 в почве, восстанавливает активность почвенных ферментов и уменьшает биодоступность ТМ для растений. Наилучший эффект стабилизации ионов Си2, РЬ2 и 2 в зарязненной почве достигается за счет совместного использования I КМ и МАФ. ГЛАВА 1. Особое значение приобрело в последнее время загрязнение окружающей среды группой поллютантов, получившей общее название тяжелые металлы. К тяжелым металлам относится более химических элементов периодической системы Д. И. Менделеева с атомной массой свыше атм. Группа тяжелых металлов ТМ по содержанию в почвах обычно совпадает с понятием микроэлементы. Под микроэлементами подразумеваются такие химические элементы, облигатные для растительных и животных организмов, содержание которых измеряется величинами порядка гг2 п0 2. В последней четверти двадцатого века растет локальное, региональное и глобальное зафязнение биосферы химическими элементами и образование техногенных аномалий, в которых содержание химических элементов превышает в десять и более раз так называемое фоновое или среднестатистическое содержание в незагрязненных ландшафтах. Повышенные концентрации в почвах элементов техногенного происхождения обусловлены выбросами промышленных металлургических, энергетических, химических и др. Особая опасность загрязнения почв металлами состоит в том, что самоочищение от них почв очень затруднено 3,4, 5. Наиболее типичные тяжелые металлы свинец, кадмий, ртуть, цинк, никель, медь, кобальт, молибден и др. Загрязнение почв по своим последствиям существенно отличается от загрязнения вод и воздуха. В почвах равновесие, нарушенное при загрязнении, восстанавливается значительно медленнее, чем в водной и воздушной средах. При сильном загрязнении деградации почв, как правило, нарушаются их функции. Опасность, вызываемая загрязнением тяжелыми металлами, усугубляется еще и слабым выведением их из почвы. Так, период полуудаления в условиях почвенных лизиметров варьирует в зависимости от вида металлов следующим образом для Ъх . Сс1 . Си 0. РЬ 0. Загрязнение почв ТМ представляет большую народнохозяйственную и экологическую проблему. ТМ мигрируют в грунтовые воды и водоемы, могут попадать в питьевую воду. Поступая в растения, ТМ загрязняют продукты питания растительного и животного происхождения. Тяжелые металлы частично попадают из почв с испарением и из растений с транспирацией в воздушную среду, а затем через органы дыхания в организм человека. Под действием ТМ происходит угнетение практически всего растительного и почвенного мира суши и водоемов. При этом часть изменений накапливается в живых организмах и действует на биоту на генетическом уровне 2. Современная промышленность достигла таких масштабов производства, когда образующиеся отходы уже не могу т быть утилизированы в природной среде естественным образом. Подвижные формы ТМ характеризуются высокой биохимической активностью и накапливаются в биосредах. По чувствительности к ним животных и человека металлы можно расположить в следующий нс всегда строго соблюдаемый ряд Н Си 7л М1 РЬ Сс1 Сг Бп Ре Мп А1 7. Особенностью металлов как загрязнителей является то, что в отличие от органических загрязняющих веществ, подвергающихся процессам разложения, металлы способны лишь к перераспределению между компонентами окружающей среды 8. Значительное обогащение природной среды ТМ наряду с низким природным уровнем этих металлов в биосфере и высокой токсичностью требует постоянного контроля за их содержанием не только в объектах окружающей среды, но и в пищевых продуктах. Загрязнение пищевых продуктов ТМ происходит прежде всего за счет сх культур, выращиваемых на полях вблизи промышленных предприятий или загрязненных городскими отходами и продуктами их переработки 9. Согласно действующему у нас в стране ГОСТу Классификация химических веществ для контроля загрязнения, выделено 3 класса загрязняющих веществ по степени их опасности табл. Таблица 1. Отнесение химических веществ, попадающих в почву из выбросов, отбросов, отходов, к классам опасности по ГОСТу . Охрана природы. Почвы. Госстандарт, М.