Диссертация (1141579), страница 15

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 15)

0,15-0,63 мм. Анализу подвергалась усредненная проба каждоговида растений из трех фитофильтровальных колонн. Исследование элементногосостава проводили на атомно-эмиссионном ИСП-спектрометре Optima 200 DVпроизводства Perkin Elmer (США). Результаты определения представлены втаблице 26.Таблица 26 – Концентрация тяжелых металлов в надземной фитомассе растений послефиторегненерацииКонцентрация ТМ, мг/кгНаименованиевеществаРогозшироколистный(ФФК1-3)Тростникобыкновенный(ФФК4-ФФК6)Ирис болотный(ФФК7-ФФК9)Pb1,820,463,840,964,831,21Fe183,751,4212,359,4344,596,5Al57,214,9158,841,3379,098,5Cu9,061,816,331,2711,52,31Zn86,521,442,1513,2280,178,5Результаты проведенных анализов показывают незначительное содержаниетяжелых металлов в фитомассе всех исследованных растений.

Это объясняется,во-первых, низкой загрязненностью фильтрующей загрузки ввиду малого объемапропущенного модельного раствора ПСВ, а во-вторых, малой площадью контактакорневой системы с верхними, наиболее загрязненными, слоями загрузки.Преобладание в составе фитомассы железа по сравнению с другимиметаллами объясняется его высокой биофильностью и физиологической ролью.Соединения железа активно участвуют в жизненноважных процессах дыхания ифотосинтеза [215 ; 216 ].

Это объясняется очень высокой степенью егокаталитических свойств, связанных со способностью менять степень окисления.Биологическая роль алюминия изучена значительно меньше. Он входит в составтканей и межклеточных растворов в растениях, контролируя их коллоидные94свойства. Кроме того, установлено участие алюминия в ферментативныхпроцессах (и как активатора, и как ингибитора) [217].Определение класса опасности фитомассы проведено в соответствии сПриказом Министерства природных ресурсов и экологии РФ от 4 декабря 2014 г.N 536"Об утверждении Критериев отнесения отходов к I-V классам опасности постепени негативного воздействия на окружающую среду".Показатель степени опасности отхода определялась как сумма показателейстепени опасности отдельных компонентов отхода:(8)где К – показатель степени опасности отхода, К1, К2, ….Кn – показателиК = К1 + К2 + …..+ Кn ,степени опасности отдельных компонентов отхода.Показателистепениопасностиотдельныхкомпонентовотходарассчитывались по формуле:(9)где W1, W2, ….Wn - коэффициент степени экологической опасности i-гоК1 = С1/W1; К2 = С2/W2 ……….Кn = Сn/Wn ,компонента отхода (мг/кг), С1, С2, …..Сn – концентрация i-го компонента в отходе(мг/кг).Класс опасности отхода определялся на основе значений показателястепени опасности отхода (К) в соответствии с таблицей 27.Таблица 27 – Определение класса опасности отхода в зависимости показателя ККласс опасности отходаСтепень опасности отхода для ОПС (К)I106  K > 104II104  K > 103III103  K > 102IV102  K > 10,5VK  10,5Результаты определения класса опасности образующейся фитомассыприведены в таблице 28.95Таблица 28 – Определение класса опасности надземной части растений после фиторегенерацииЗагрязняющеевеществоCi, мкг/кгXiZilg WiWi ,мг/кгKiКлассопасностиРогоз широколистныйPb1,821,461,611,5233,10,05498Fe183,74--1000000*0,00018Al57,24--1000000*5,7E-05Cu9,062,172,562,56358,90,02524Zn86,52,83,43,42511,890,0344Прочиекомпоненты999661,724--10000000,99966Итого1,1145IV**Тростник обыкновенныйPb3,841,461,611,5233,10,11601Fe212,34--1000000*0,00021Al158,84--1000000*0,00016Cu6,332,172,562,56358,90,01764Zn42,152,83,43,42511,890,01678Прочиекомпоненты99957664--10000000,99958Итого1,0344IV**Ирис болотныйPb4,831,461,611,5233,10,14592Fe344,54--1000000*0,00034Al3794--1000000*0,00038Cu11,52,172,562,56358,90,03204Zn280,12,83,43,42511,890,11150Прочиекомпоненты998980,074--10000000,99898IV**Итого1,28916*Вследствие того, что железо и алюминий в фитомассе содержатся в концентрациях, непревышающих их содержание в основных типах почв, эти металлы отнесены к практическинеопасным компонентам со средним баллом (Xi) равным 4 и коэффициентом степени опасностидля ОПС (Wi) равным 106.**В связи с тем, что подтверждение V класса опасности методом биотестирования непроводилось, отходы отнесены к IV классу опасности.96Учитывая возможность получения больших концентраций в фитомассе приболее значительной загрязнении фильтрующей загрузки, стоит отметить, чтоисследуемые растения не относятся к классу гипераккумуляторов тяжелыхметаллов, а, следовательно, они не способны накапливать токсичные тяжелыеметаллы, такие как медь и свинец, в концентрациях, превышающих 1000 мкг/кг.Однако проведенный расчет показывает, что даже при таких значительныхконцентрациях показатель степени опасности отхода К не превысит значения 100,т.е.

граничное значение для четвертого класса опасности.3.10 Исследование свойств насыпных материалов для применения вкачестве пустотной загрузкиС целью определения расчетного объема воды, который может бытьнакоплен в единице объема пустотной загрузки, была экспериментальноопределена водоотдача речного окатанного гравия и гранитного щебня различныхфракций. Определение проводилось путем заполнения водой емкости спустотным материалом и последующего дренирования. Водоотдача определяласьпо отношению объема дренированной воды к объему, занимаемому пустотнойзагрузкой.В рамках лабораторного эксперимента была определена водоотдача речногоокатанного гравия (р.

Кама) фр. 5-20 мм, 20-40 мм и 40-60 мм и гранитного щебня(г. Качканар) фр. 5-20 мм, 20-40 мм и 40-70 мм.Прозрачная емкость прямоугольной формы, выполненная из оргстекла, свнутренними размерами 57,2х37,7х28,5 см наполнялась испытуемым насыпнымматериалом. Затем производилось заполнение емкости водой с последующей ееоткачкойипристеночногоизмерениемэффекта,откачанногонарушающегообъема.Дляестественнуюсниженияструктурувлияниясвободнонасыпанного материала, измерялся объем воды, откачиваемый из слоя междууровнями Нmax и Нmin, располагаемыми на расстоянии не менее диаметра зерназагрузки от поверхности и дна емкости соответственно.

Схема лабораторнойустановки показана на рисунке 49, внешний вид — на рисунке 50.97Для учета объема гравитационной влаги, остающейся на поверхностизагрузки при быстром опорожнении, после откачки производилась пауза в 1 ч, втечение которого происходило её стекание. После этого производилась втораяоткачка до уровня Нmin.Послепроведенияизмеренияобъемаводыпроизводилась откачкаоставшегося объема, а затем полное извлечение загрузки из емкости.Рисунок 49 - Схема лабораторной установки по определению водоотдачи пустотных насыпныхматериаловабРисунок 50 - Внешний вид лабораторной установки по определению водоотдачи пустотныхнасыпных материалов: а – гравий речной фр.

20-40мм, б – щебень гранитный фр. 20-40ммИзмерение водоотдачи проводилось трехкратно для каждой фракциизагрузки, с полной выгрузкой и повторной засыпкой испытуемого материала.98Водоотдача определялась по отношению откаченного объема воды к объемуслоя пустотной загрузки между уровнями Нmax и Нmin (43,13 дм3).Объем откачанной воды измерялся при помощи мерного цилиндра объемом1000 мл.Результаты измерения водоотдачи исследуемых материалов сведены втаблицу 29.Таблица 29 - Водоотдача гранитного щебня и речного гравия различных фракцийМатериалНасыпнаяплотность, т/м3Фракция, ммОбъем воды, дм3Водоемкость, %19,0919,0019,1719,4519,3719,4319,6919,7119,6117,3417,5517,5017,0017,0017,0717,2517,1817,3044,2644,0644,4545,1044,9245,0445,6545,7145,4740,2140,6940,5839,4239,4239,5839,9939,8440,125 - 20Щебеньгранитный(г.

Качканар)1,420 - 4040 - 705 - 20Гравий речнойокатанный(р. Кама)1,620 - 4040 - 60На основании анализа результатов исследования водоотдачи щебнягранитного и гравия речного сделан вывод, о том что водоотдача исследованныхкрупнозернистых насыпных материалов практически не зависит от фракции исоставляет в среднем 450 л/м3 (321 л/т) для щебня и 400 л/м3 (250 л/т) для речногогравия.3.11 Выводы по главе 31. Построены кинетические кривые и изотермы сорбции тяжелых металловинефтепродуктовнаторфеицеолите.Экспериментальныеданные99аппроксимированыиспользованиемврамкахлинейныхуравненийформэтихЛенгмюрауравнений,иФрейндлиха.определеныСосновныезакономерности сорбции на торфе и цеолите.2.

Установлен состав многокомпонентной загрузки для фитофильтров,обладающей сорбционными и ионообменными свойствами, обеспечивающийзаданные гидравлические характеристики и включающей торфа 10%, цеолита 2040%, песка 50-70% по объему.3. Экспериментально определена сорбционная и ионообменная емкостьмногокомпонентной фильтрующей загрузки в динамических условиях: по НП –11,42 мг/г, Cu – 0,093 мг/г, Al – 0,132 мг/г, Pb – 0,201 мг/г, Fe – 0,293 мг/г, Zn –0,171 мг/г.4. Определены зависимости выходных концентраций нефтепродуктов итяжелых металлов от температуры при фильтровании через многокомпонентнуюфильтрующуюзагрузкузаданногосостава,позволяющиепрогнозироватьэффективность очистки ПСВ в широком интервале температур.5. Наоснованииэкспериментальныхисследованийопределенаэффективность очистки на фитофильтрационном сооружении: от взвешенныхвеществ – 97,2-98,9%, нефтепродуктов – 95,5-98,9%, Cu – 97-99,3%, Al – 8086,4%, Pb – 66-86,4%, Fe – 87,5-97,5%, Zn – 75,2-85,0%.6.

Характеристики

Список файлов диссертации