Диссертация (1151749), страница 12
Текст из файла (страница 12)
Дляэксперимента использовались навески подрешетного отсева массой 3 кг приестественной влажности, которая составляла 52%. Доза внесения сорбента«Агроионит» рассчитывалась на абсолютно сухое вещество подрешетного отсева.В эксперименте были использованы следующие дозы внесения сорбента (впересчете на абсолютно сухое вещество): проба 1- 4% сорбента или 57,6 г/пробу;проба 2 – 8%; проба 3- 12%; проба 4 - 16% сорбента. Опыт проводился в 3-хкратной повторности.
Время контакта было выбрано по данным литературы(Методические рекомендации…, 2010) и составило 10 часов. Пробоподготовка ианализы проводились в аккредитованной лаборатории по утвержденнымметодикам.Результаты исследований. В качестве материала был использованподрешетный грунт (отсев), отобранный из тела полигона ТКО с. ИльбешиЧувашской Республики РФ в апреле 2018 г. и многократного просеянный черезрешетку с ячейками 3 см, уложенную в 8 слоев (рис.
10). Подрешетный отсев –67это мелкие, по большей части перегнившие фракции отходов, которые проходятчерез ячейки грохота.Рисунок 10 – Отбор подрешетного отсева на санкционированной свалке ТКО с. ИльбешиЧувашской РеспубликиВ подрешетном отсеве исследовалось содержание следующих металлов:свинец, никель, медь, цинк, мышьяк, ртуть, кадмий, что обусловленотребованиями СП 11-102-97 и СП 47.13330.2012. В табл. 2.2 приведены данные обисходном содержании тяжелых металлов в подрешетном отсеве в валовой иподвижной формах. Протоколы анализов представлены в приложении Б.Таблица 2.2 – Концентрация тяжелых металлов в подрешетном отсевеНомер пробыпроба 1проба 2проба 3среднееПДК в почвекоэффициентконцентрацииСвинецвал./подв.79,82/27,1484,34/29,5296,36/32,2886,84/29,6532,0/6,02,71/4,94Концентрация определяемых показателей, мг/кгНикельМедьЦинкМышьяквал./подв.вал./подв.вал./подв.вал.41,03/5,72 275,32/12,94 190,12/63,172,3041,53/5,80 277,17/13,54 186,25/62,801,8244,27/6,17 281,10/14,06 187,60/62,872,3842,28/5,90 277,86/13,51 187,99/62,952,1780,0/4,0132,0/3,0220,0/23,02,0(вал.)0,53/1,482,11/4,500,85/2,741,09Ртутьвал.0,06140,05950,06000,06032,1(вал.)0,03Кадмийвал.<0,25<0,25<0,25<0,251,0(вал.)0Примечание.
В таблице использованы сокращения: вал. – валовая форма, подв. –подвижная форма. У таких металлов как мышьяк, ртуть и кадмий ПДК имеется только наваловую форму, в связи с чем только валовая форма и определялась в экспериментах.Коэффициент концентрации находился как отношение фактического содержания к ПДК.Наибольшее превышение ПДК выявлено по свинцу и меди (в 4,50–4,94раза), наименьшее – по никелю (в 1,48 раз). Валовая форма мышьяка в двухпробах из трех также превышает значение ПДК. Содержание ртути значительно68ниже ПДК, содержание кадмия – ниже предела чувствительности методики иПДК.
рН водной вытяжки подрешетного отсева находился в пределах 5,51–5,74.Для свинца, никеля, меди и цинка исследовали подвижную форму, т.к.именно она оказывает непосредственное токсичное влияние, у мышьяка, ртути икадмия исследовали валовую форму в связи с отсутствием ПДК на подвижнуюформу.Варианты дозы сорбента выбраны по данным литературы (Николаев, 1971;Сухарев и др., 1999; Аронов и др., 2007): 4%, 8%, 12%, 16% и контроль. Массусорбента рассчитывали на абсолютно-сухую пробу почвы. При измереннойвлажности почвы 52% пример расчета выглядит следующим образом:масса влажной почвы 3000 г– 100%,масса абсолютно-сухой почвы х г – 48%.х=3000 × 48 / 100 = 1440 (г)(1)Пример определения массы сорбента, которую необходимо внести внавеску почвы естественной влажности 3000 г (абсолютно-сухой массы 1440 г)для получения дозы сорбента 16%:1440 г.
абсолютно-сухой почвы– 100%,х г сорбента– 16%.х = 1440 × 16 / 100 = 230,4 (г)(2)Навески почвы выдерживались с сорбентом Агроионит на протяжении 10часов, после чего в них определялось содержание тяжелых металлов (рис. 11).Рисунок 11 – Экспозиция проб подрешетного отсева с сорбентом Агроионит разной дозы69Полученные результаты представлены в табл.
2.3.Таблица 2.3 – Концентрация тяжелых металлов в подрешетном отсеве послеконтакта с сорбентом «Агроионит»НомерпробыСвинецпроба 1проба 2проба 3среднее29,6530,0229,9529,87проба 1проба 2проба 3среднее16,0815,8215,9715,96проба 1проба 2проба 3среднее3,133,192,873,06проба 1проба 2проба 3среднее0,470,430,490,46проба 1проба 2проба 3среднее0,280,300,270,286,00Концентрация определяемых показателей, мг/кгНикельМедьЦинкМышьякРтутьконтроль (без сорбента «Агроионит»)5,9013,5162,992,150,06106,0113,4262,192,220,06115,9613,3962,562,200,05875,9613,4462,582,190,0603доза сорбента «Агроионит» 4%4,197,8253,530,730,04524,067,4553,780,520,04123,887,4751,220,700,04894,047,5852,840,650,0451доза сорбента «Агроионит» 8%3,613,5747,200,430,03893,583,4245,780,410,03943,493,3947,090,350,03623,4646,693,560,400,0382доза сорбента «Агроионит» 12%1,221,2528,750,390,03101,291,3329,060,320,02961,401,0927,840,470,029028,551,301,210,390,0299доза сорбента «Агроионит» 16%0,640,5122,060,260,02140,710,6223,100,410,02090,690,5922,410,210,02360,680,5722,520,290,0220ПДК в почве4,003,0023,002,002,10Кадмий<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,25<0,251,00Примечание.
Здесь и далее жирным шрифтом выделены средние значения концентрацийтяжелых металлов ниже ПДК.Как видим, и средние концентрации всех тяжелых металлов, и ихконцентрации в каждой из трех проб оказались ниже ПДК при добавлении 16%сорбента от абсолютно-сухой массы подрешетного отсева (Титов, 2018д;Кирейчева, Титов, 2019).На рис. 12 показаны зависимости сорбции тяжелых металлов изподрешетного отсева от дозы сорбента Агроионит.70свинецy = 2,6971x2 - 23,651x + 51,211000-1041216медь9y = 0,8793x2 - 8,4867x + 21,044-10481216доза сорбента, %1,5y = 1,8647x-1,22410,5042004812161216цинкy = -10,441x + 73,959402000481216доза сорбента, %ртуть21,5y = -0,0092x + 0,066610,5004доза сорбента, %81216доза сорбента, %кадмий1,2концентрация, мг/кг8доза сорбента, %2,520y = -1,33x + 7,098460мышьяк2,5680концентрация, мг/кгконцентрация, мг/кг8доза сорбента, %14концентрация, мг/кгконцентрация, мг/кг3020никель8концентрация, мг/кгконцентрация, мг/кг4010,8y = 0,250,60,40,200481216доза сорбента, %концентрацияПДКРисунок 12 – Зависимость сорбции тяжелых металлов из подрешетного отсева от дозы сорбента«Агроионит»71В результате проведенных экспериментов выяснилось, что для сниженияконцентрации свинца и никеля до уровня ПДК достаточно внести дозу сорбентаАгроионит 8% от воздушно сухого вещества подрешетного отсева.
Концентрациямеди снижается до ПДК при добавлении 12% сорбента Агроионит, мышьяка –при добавлении 4% Агроионита. Концентрация ртути и кадмия в подрешетномотсеве изначально была ниже ПДК. Следует отметить, что по мышьяку и ртутинаблюдается снижение валового содержания поллютантов, по-видимому, за счетподвижной формы этих соединений.И наиболее сложно происходит сорбция цинка. При относительноневысокой изначальной концентрации (2,74 ПДК), цинк плохо сорбируетсяАгроионитом и только при добавлении 16% сорбента от воздушно-сухой массыпочвы его концентрация снижается до значений ПДК в почве.Зависимость концентрации металлов в подрешетном отсеве от дозысорбента Агроионит описывается линейными уравнениями для никеля, цинка иртути, квадратичным уравнением для свинца и меди, степенным уравнением длямышьяка (рис.
12). Содержание кадмия постоянно на протяжении эксперимента иописывается константой.рН водной вытяжки подрешетного отсева составляет в среднем 5,74единицы, что соответствует слабокислой почве. Для улучшения сорбции цинкабыл проведен эксперимент в слабощелочной среде. Для корректировки рНиспользовалась известь-пушонка (гашеная известь), которая действует в течение7–10 дней.В среднем для повышения рН на 0,15-0,20 единицы требуетсявнесение 50 г/м2 известняка или 37 г г/м2 извести-пушонки при глубине внесения0,2 м.Плотность подрешетного отсева составляет 550 кг/м3, следовательно, массаподрешетного отсева с 1 квадратного метра на глубину 0,2 м составляет 550 кг/м 3× 1 м2 × 0,2 м = 110 кг. Для повышения рН на 0,2 ед.
в пробу подрешетного отсевамассой 3 кг требуется внести 3 × 37 / 110 = 1,01 г ~ 1,0 г. извести-пушонки.72Далее была проведена серия экспериментов для подбора дозы известипушонки с целью корректировки рН (табл. 2.4). Навески почвы выдерживали сизвестью-пушонкой 10 дней.Таблица 2.4 – Подбор дозы извести-пушонки№/пп1.2.3.4.5.6.Дозаизвести,г/м2 /( г/проба)контроль35 / 1,0140 / 4,0280 / 8,0420 / 12,0560 / 16,01 проба5,826,026,587,358,108,97рН, ед2 проба 3 проба5,675,976,607,408,088,95среднее5,735,966,537,288,209,135,745,986,577,348,139,02Концентрация цинка, мг/кг1 проба 2 проба 3 проба среднее62,9962,4062,2161,9060,6558,3062,1961,9562,3562,0360,2458,1462,5662,7862,8762,7060,8157,8662,5862,3862,4862,2160,5758,10Для получения слабощелочной реакции необходимо дозировать известьпушонку 12 г на 3 кг пробы подрешетного отсева с экспозицией 10 дней.Концентрация цинка при дозе внесения извести в количестве 12 г снижается на3,2%, при дозе внесения извести 16 г.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
