Разработка технологии очистки от тяжелых металлов загрязненных территорий и ливневых стоков промышленных предприятий

• Автор: Воловодов, Алексей Иванович
• Шифр специальности: 05.17.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 170 с. : ил.

1. Литературный обзор

1.1. Почвы .

1.1.1. Типы почв

1.1.2. Компоненты почв .

1.1.3. Структура почв

1.1.4. Свойства почв .

1.2. Загрязнители почвы

1.2.1. Загрязнение почвы тяжлыми металлами

1.2.2. Загрязнение почвы нефтепродуктами .

1.3. Методы очистки почв

1.3.1. Очистка загрязненных земель на месте.

1.3.2. Очистка почв с вскрышными работами
1.4. Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов и
тяжелых металлов.
1.4.1. Химический метод обработки
1.4.2. Электрокоагуляция .
1.4.3. Электрофлотация .
1.5. Заключение по литературному обзору
2. Методы исследования
2.1 Объекты исследований .
2.2. Исходные вещества и реактивы
2.3. Конструкции лабораторных установок
2.3.1. Установка для изучения десорбции загрязняющих
агентов из проб грунта.
2.3.2 Конструкция электрофлотационный установки
периодического действия .
2.4. Методика изучения сорбции загрязнителей в пробах грунта
2.5. Методика изучения десорбции загрязнителей из проб грунта
2.6. Методика изучения распределения загрязнителя в
пробах грунта
2.7. Методика извлечения загрязнителя из водной фазы промывочного раствора методом электрофлотации
2.8. Методика определения , плотного осадка водной вытяжки, влагоемкости и коэффициента фильтрации
2.9. Методика определения железа фотометрическим
методом с сульфосалициловой кислотой .
2 Методика определения меди фотометрическим
методом с диэтилдитиокарбаматом свинца .
2 Методика определения никеля фотометрическим
методом с диметилглиоксимом
2 Методика определения свинца атомноабсорбционным методом .
2 Методика определения химического потребления кислорода ХПК
. Определение ХПК стандартным методом АРНА .
. Определение ХПК на автоматическом измерителе
3. Экспериментальная часть
3.1. Экологическая обстановка почвенного горизонта в мегаполисе Москвы .
3.1.1. Анализ и оценка риска загрязнения почв .
3.1.2. Основные загрязнители почвы в мегаполисе Москвы
3.1.3. Мониторинг объектов мегаполиса Москвы
3.2. Определение основных характеристик исследуемых образцов грунта
3.3. Исследование закономерностей поведения
загрязнителей в различных типах грунта
3.3.1. Исследование закономерностей поведения железа
III в различных типах грунта
3.3.2. Исследование закономерностей поведения меди II
в различных типах грунта
3.3.3. Исследование закономерностей поведения никеля II
в различных типах грунта
3.3.4. Исследование закономерностей поведения свинца II
в различных типах грунта
3.3.5. Исследование закономерностей поведения дизельного топлива в различных типах грунта .
3.3.6. Исследование закономерностей поведения бензина
марки АИ в различных типах грунта
3.4. Исследование десорбция загрязнителей из проб грунт
3.4.1. Исследование десорбции железа III в различных
типах грунта 2
3.4.2. Исследование десорбции никеля И в различных
типах грунта 4
3.4.3. Исследование десорбции свинца И в различных
типах грунта 7
3.4.4. Исследование десорбции меди II в различных
типах грунта 9
3.5. Изучение поведения загрязняющего агента в поверхностном слое грунта
3.5.1. Изучение поведения тяжелых металлов в поверхностном слое грунта
3.5.2. Изучение поведения нефтепродуктов в
поверхностном слое грунта .
3.6. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений металлов из промывных растворов
комплексных соединений 7
3.6.1. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих пирофосфаты 0
3.6.2. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих
аммиакаты
3.6.3. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих
тартраты
3.6.4. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащие
цитраты .
3.7. Разработка электрохимической технологии извлечения ценных компонентов из промывных растворов .4
4. Обсуждение экспериментальных результатов 8
5. Выводы
6. Литература
Приложение 1
Приложение 2
Приложение 3
Заключение об использование результатов работы.
Введение


Крупные пустоты, например, трещины, в почве могут иметь просвет в несколько сантиметров. Вода, выпадая на поверхность почвы в виде осадков, под влиянием силы тяжести просачивается в нее по крупным скважинам и рассасывается по тонким скважинам или капиллярам, окружая сплошным слоем почвенные частицы. Чем крупнее почвенные частицы например, в песке, тем больше и ходы между ними и тем легче через такую почву будет проникать вода. Способность почвы удерживать воду при условиях свободного ее отекания называется водоудеросивающей способностью почвы, а количество воды, которое при тех же условиях сохраняет влагоемкостъю почвы 5. Влагоемкость у всех типов почв различна. Если почва подстилается водонепроницаемым слоем, то при сильном дожде или искусственном поливе все ее поры заполняются водой. Чем больше скважность почвы, тем больше помещается в ней воды. Это количество воды будет соответствовать водовместимости почвы . Вода, содержащаяся в почве, неодинакова по своему состоянию. Электропроводность почвы зависит от ее влажности, количества и качества солей, плотности или пористости и температуры. Электропроводность сухой почвы близка к нулю, тогда как ее сопротивление достигает десяток тысяч Ом. Особенно сильно увеличивают электропроводность почвы те соли, которые в водном растворе диссоциируют, переходя в ионное состояние. В замерзшей почве электропроводность резко снижена 5. В сухой почве все скважины заняты воздухом. Часть его при этом притягивается поверхностью почвенных частиц. Эта часть воздуха обладает слабой подвижностью и называется поглощенным воздухом. Остальной воздух, размещающийся в крупных порах, считается свободным . Он обладает значительной подвижностью, может выдуваться из почв и легко заменяться новыми порциями атмосферного воздуха 5. Поведение и экологическая участь конкретных токсичных веществ являются функциями их свойств с точки зрения окружающей среды и степени влияния на них физических, химических и биологических процессов, происходящих в поверхностном слое. Количество потенциальных загрязнителей поверхностного слоя огромно, к тому же на каждом конкретном объекте они могут встречаться в сложных смесях или сочетаниях. Таким образом, обычно удобно разделить потенциальные загрязнители на группы в соответствии с их поведением в поверхностном слое. Загрязнение поверхностного слоя почвы имеет в основном химический и, в меньшей степени, микробный характер, поэтому более подробно рассмотрим две первые группы 6. При загрязнении почвы тяжелыми металлами в ней меняется соотношение питательных веществ, снижается плодородие и, соответственно, урожайность. Для растений уровень содержания тяжелых металлов в почве считается токсичным, если растения под их влиянием снижают урожай или высоту на 5 . Влияние тяжелых металлов на урожай в значительной степени зависит от типа и механического состава почвы табл. Повышение содержания тяжелых металлов в почве вызывает увеличение их содержания в растениях. В ряде случаев наблюдается строгая корреляция между содержанием элементов в почве и растениях. Достоверная корреляция обнаружена между содержанием свинца в почве и корнях кукурузы, донника, одуванчика. Содержание кадмия в растениях овса и пшеницы строго коррелированно с содержанием кадмия в почве 2,7. Вынос тяжелых металлов растениями не всегда определяется их количеством в почве, так как, чем больше в почве органического вещества, тем более оно адсорбирует металлы, образуя комплексные соединения типа хелатов. Наиболее высокое содержание тяжелых металлов в растениях наблюдали при почвы 4,8 2,8. Тяжелые металлы могут вымываться из почвы ливневыми стоками особенно кислотными и попадать вместе с ними в подземные и поверхностные воды. Соединения тяжелых металлов крайне отрицательно влияют на ценозы водоемов. Кадмий, медь, цинк, никель, хром и олово аккумулируются в водных организмах до весьма высоких значений 9. Загрязненная почва также может быть источником загрязнения атмосферы. Тяжелые металлы попадают в воздух вместе с пылью свинец или путем испарения с поверхности почвы ртуть.