Содержание к диссертации
Введение 6-7
1. Литературный обзор
1.1. Почвы 8
1.1.1. Типыпочв 8-9
1.1.2. Компоненты почв 10
1.1.3. Структура почв 10-11
1.1.4. Свойства почв 11-14
1.2. Загрязнители почвы 14
1.2.1. Загрязнение почвы тяжёлыми металлами 15-20
1.2.2. Загрязнение почвы нефтепродуктами 21-23
1.3. Методы очистки почв 23-24
1.3.1. Очистка загрязненных земель на месте 24-27
1.3.2. Очистка почв с вскрышными работами 27-29
1.4. Методы очистки сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов 30
1.4.1. Химический метод обработки 30-31
1.4.2. Электрокоагуляция 31-32
1.4.3. Электрофлотация 32-33
1.5. Заключение по литературному обзору 34
2. Методы исследования
2.1 Объекты исследований 35-36
2.2. Исходные вещества и реактивы 36
2.3. Конструкции лабораторных установок 36
2.3.1. Установка для изучения десорбции загрязняющих агентов из проб грунта 36 - 37
2.3.2 Конструкция электрофлотационный установки периодического действия 37-38
2.4. Методика изучения сорбции загрязнителей в пробах грунта 38 - 39
2.5. Методика изучения десорбции загрязнителей из проб грунта 40
2.6. Методика изучения распределения загрязнителя в пробах грунта 40 - 41
2.7. Методика извлечения загрязнителя из водной фазы промывочного раствора методом электрофлотации 41
2.8. Методика определения рН, плотного осадка водной вытяжки, влагоемкости и коэффициента фильтрации 41 - 43
2.9. Методика определения железа фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой 43-44
2.10. Методика определения меди фотометрическим методом с диэтилдитиокарбаматом свинца 44-46
2.11. Методика определения никеля фотометрическим методом с диметилглиоксимом 46
2.12. Методика определения свинца атомно-абсорбционным методом 46-47
2.13. Методика определения химического потребления кислорода (ХПК) 47
2.13.1. Определение ХПК стандартным методом АРНА 47-48
Определение ХПК на автоматическом измерителе 48-49
3. Экспериментальная часть
3.1. Экологическая обстановка почвенного горизонта в мегаполисе Москвы 50-51
3.1.1. Анализ и оценка риска загрязнения почв 51-53
3.1.2. Основные загрязнители почвы в мегаполисе Москвы 53-58
3.1.3. Мониторинг объектов мегаполиса Москвы 59-63
3.2. Определение основных характеристик исследуемых образцов грунта 63
3.3. Исследование закономерностей поведения загрязнителей в различных типах грунта 64
3.3.1. Исследование закономерностей поведения железа (III) в различных типах грунта 64-70
3.3.2. Исследование закономерностей поведения меди (И) в различных типах грунта 70-77
3.3.3. Исследование закономерностей поведения никеля (II) в различных типах грунта 77-83
3.3.4. Исследование закономерностей поведения свинца (II)
в различных типах грунта 83-90
3.3.5. Исследование закономерностей поведения дизельного топлива в различных типах грунта 90-96
3.3.6. Исследование закономерностей поведения бензина марки АИ-92 в различных типах грунта 96-102
3.4. Исследование десорбция загрязнителей из проб грунт
3.4.1. Исследование десорбции железа (III) в различных типахгрунта 102-104
3.4.2. Исследование десорбции никеля (II) в различных типахгрунта 104-107
3.4.3. Исследование десорбции свинца (И) в различных типахгрунта 107-109
3.4.4. Исследование десорбции меди (II) в различных ипахгрунта 109-113
3.5. Изучение поведения загрязняющего агента в поверхностном слое грунта
3.5.1. Изучение поведения тяжелых металлов в поверхностном слое грунта 113-116
3.5.2. Изучение поведения нефтепродуктов в поверхностном слое грунта 116-117
3.6. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений металлов из промывных растворов комплексных соединений 117 - 120
3.6.1. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих пирофосфаты 120-122
3.6.2. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих аммиакаты 122-126
3.6.3. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащих тартраты 126-130
3.6.4. Электрофлотационное извлечение труднорастворимых соединений меди из промывных вод, содержащие цитраты 130- 134
3.7. Разработка электрохимической технологии извлечения ценных компонентов из промывных растворов 134-138
4. Обсуждение экспериментальных результатов 138-155
5. Выводы 156-157
6. Литература 158-166
Приложение 1 167
Приложение 2 168
Приложение 3 169
Заключение об использование результатов работы 170
Введение к работе
Почва как неотъемлемая составная часть природной среды обитания человека нуждается в особой заботе и охране. Антропогенное воздействие на окружающую среду включает в себя многие негативные аспекты: добыча минерального сырья, использование земельной площади в сельскохозяйственных целях, покрытие почвы водонепроницаемыми материалами (например, асфальтом или бетоном), уплотнение почв, эрозия, отравление почвы вредными веществами и как следствие изменение качества почвы и размеров полезных площадей.
Почва представляет собой сложную саморегулирующуюся систему с высокой способностью к регенерации. В отличие от относительно динамичных сред - воды и воздуха, она обладает исключительной способностью к накоплению или аккумуляции, поэтому вредные вещества, попадающие в почву из воздуха и воды, задерживаются ею. Но как только аккумулирующая емкость почвы исчерпывается, большие массы накопленных в ней вредных веществ становятся подвижными, ползучая интоксикация превращается в лавинообразную [1].
По самым общим подсчетам сейчас в нашей стране систематически загрязняются тяжелыми металлами около 10 млн. га земли. Основными же источниками загрязнения почв тяжелыми металлами являются заводы по переработке отходов (в частности печи по сжиганию отходов) и металлоперерабатывающие предприятия.
Таким образом, 80% загрязнений приходятся на 10% площади, т. е. почва на площади в 1 млн. га настолько заражена тяжелыми металлами, что любое ее сельскохозяйственное использование является опасным. К этому следует добавить полосы земли шириной 50 - 100 м по обеим сторонам автострад с высокой интенсивностью движения, в которых содержатся высокие концентрации соединений свинца, никеля, ртути. Уровень загрязнения почвы за счет свалок, число которых составляет приблизительно 50 тыс. , невозможно даже оценить [2]. А если еще добавить загрязнение почвы нефтью и нефтепродуктами, среди, которых наибольшую опасность представляют разливы нефти, продукты ее переработки, различные химические вещества, приводящие к тяжелым последствиям для окружающей среды и угрожающие самому существованию человека. Их основными источниками являются нефтегазовая промышленность (при бурении скважин, транспортировка нефти), бензозаправочные станции.
Следует отметить, что участившиеся кислотные дожди вымывают из почвы все большие количества вредных веществ, которые переходят либо в грунтовые воды, либо в растения и, следовательно, рано или поздно попадают вместе с питьевой водой или продуктами питания на наш стол.
Учитывая все вышеизложенное, можно утверждать, что экологическое состояние почв, на данный момент не является благополучным. Поэтому для предупреждения экологической катастрофы уже сегодня необходимо серьезно заниматься разработкой методов по очистке почв от вредных веществ.
