Naujų metodų naudojimas urbanizuoto dirvožemio valymui nuo sunkiųjų metalų

Į IR. Savich, žemės ūkio mokslų daktaras, profesorius, S.L. Belopukhovas, žemės ūkio mokslų daktaras, profesorius, D.N. Nikitočkinas, Rusijos valstybinio agrarinio universiteto Maskvos žemės ūkio akademijos žemės ūkio mokslų kandidatas. K.A. Timiriazevas; A.V. Filippova, biologijos mokslų daktarė, Orenburgo valstybinio agrarinio universiteto profesorė

Miestų dirvožemių užterštumas mažina gyventojų gyvenimo kokybę, nes vėjo nešamos dulkių dalelės patenka į žmogaus organizmą ir sukelia sveikatos problemų. Teršalų filtravimas arba jų kaupimasis priklauso nuo dirvožemio savybių ir jo prisotinimo teršalais. Miesto dirvožemių valymo klausimai buvo aptarti mokslo bendruomenėje, pasiūlytos priemonės periodiškai keisti urbanizuotus dirvožemius, naudoti sunkiuosius metalus surišančius mikropreparatus ir kt. Reikia pažymėti, kad bet kokie tyrimai, gerinantys miestų dirvožemių kokybę, turi savo vietą.

Biologinis miesto dirvožemio valymas nuo sunkiųjų metalų turi savo ypatybes. Miestų dirvožemių valymas nuo sunkiųjų metalų gali būti atliekamas žaliais augalais atstumiant juos nuo dirvožemio. Tuo pačiu metu, norint labiau plėtoti procesą, būtina parinkti auginimo sąlygas ir augalų rūšis. Skirtingi augalai turi nevienodą atsparumą tam tikroms taršos rūšims, o tai lemia juose vykstančių medžiagų apykaitos procesų ypatumai. Taigi, pasak E.M. Ivanova ir kt., lyginant trijų žolių – krištolinės žolės, raudonųjų dobilų ir rapsų – atsparumą vario sulfatui, didžiausią atsparumą parodė dobilai. Tuo pačiu metu vario toksiškumą augalams daugiausia lėmė jo gebėjimas prisijungti prie BN baltymų grupių ir lengvai pakeisti redokso būseną, sukuriant aktyvios formos deguonies ir sukelia oksidacinio streso būseną.

Tyrimo tikslas ir metodai. Tiriant fitoremidijų galimybes, buvo atlikti eksperimentai, tiriant augalų sunkiųjų metalų pašalinimo galimybes.

Eksperimentu Nr.1 ​​tyrimo tikslas buvo nustatyti dirvožemio sudėties įtaką joje auginamų augalų vystymuisi, tam tikrų elementų (N, Fe, Mn, Mg) pašalinimą su augalais, įvertinimą. augalų, kurie kaupia daugiausiai ir mažiausiai, kaupia įvairius mikroelementus. Tirtų gruntų komponentai buvo kvarcinis smėlis, durpės, ceolitas, impregnuotas NPK tirpalu, velėninis-podzolinis gruntas (paimtas Maskvos miško parke), įvairiomis toksinėmis medžiagomis užterštas gruntas (paimtas iš pakelės). Gautose dirvose buvo auginami rėžiukai, ridikėliai, melsvosios pievos ir eraičinai.

raudona 1-1,5 mėn. Tada gauti daigai buvo išanalizuoti naudojant cheminės analizės duomenis (mangano, cinko, magnio, geležies elementų kiekį), taip pat duomenis apie išaugintų daigų stiebų ir šaknų ilgį (tiriamų pH vertės). dirvožemiai svyravo nuo 6,4 iki 7,1).

Tyrimo rezultatai. Maksimalus stiebų išsivystymas pastebėtas variante, kuriame buvo 10 g ceolito, 30 g durpių, 30 g smėlio ir 30 g užteršto dirvožemio. Masei formuoti palankiausi variantai, stiebų ir šaknų ilgis skiriasi. Tai, matyt, siejama ir su skirtingų augimo medžiagų buvimu variantuose, ir su įvairiems pavieniams procesams palankaus dirvožemio fizikinių ir cheminių, vandens-fizinių, struktūrinių-cheminių savybių rinkinio susidarymu.

geriausias vystymasis augalai pagal jų svorį buvo pažymėti variante, kuriame yra 25 g durpių, 25 g ceolito, 25 g smėlio ir 25 g užterštos žemės. Tuo pačiu metu skirtingų augalų vystymosi optimalumas pastebimas skirtinguose dirvožemiuose.

Cinko pašalinimas iš dirvožemių dėl biologinės melioracijos parodytas 1 lentelėje.

Cinko pašalinimas iš dirvožemio priklauso nuo dirvožemio ir auginamų augalų sudėties. Daugiau pašalinimo buvo kultūroje, kurios vegetatyvinė masė didesnė. Akivaizdu, kad maitindami augalus maistinėmis medžiagomis, augalai padidins sunkiųjų metalų pašalinimą. Tuo pačiu metu iš eraičinų ir melsvųjų žolių buvo pašalinta daugiausia mg cinko iš vieno augalo. Cinko pašalinimas dirvožemyje su durpių priedu buvo 46,5 + 13,4 mg / indas, o dirvožemiuose be durpių - 38,4 + 14,0.

Didžiausią cinko pašalinimą iš užterštos dirvos (mg/indo) atliko ridikėliai, mažiausią – salotos (2 lentelė).

1. Atskirų kultūrų cinko pašalinimas iš dirvožemio (n = 8)

Kultūra Cinko pašalinimas

mg/inde 100 mg/g augalo 100

Vandens rėžiai 16,5±4,7 50,0

Ridikėlis 109,2±28,7 67,0

Bluegrass 22,3±5,6 82,6

Eričinas 32,6±8,5 90,5

2. Cinko pašalinimas augalų pagalba, mg/inde 102

Variantai augalai

salotos ridikėliai mėlynakiai eraičinai

ceolitas > 10 % (1 variantas) 7,7±6,4 75,5±3,7 18,9±2,2 42,3±26,9

ceolitas< 10% (вариант 2 и 4) 15,4±6,5 112,8±39,9 20,9±6,8 22,0±4,7

Ceolito įterpimas į dirvą daugiau nei 10 % (25 %), palyginti su 10 % ceolito įvedimu, dirvožemyje surišo cinką, o salotos ir ridikėliai mažiau pašalina cinką (mg/indas) (skirtumai nėra reikšmingi mėlynžiedžiui ir eraičinui).

2 eksperimente tyrėme švino, kadmio, geležies ir cinko pašalinimą iš dirvų vikių ir avižų sodinukais. Tyrimo objektai buvo užteršti dirvožemiai. Norint padidinti sunkiųjų metalų judrumą dirvose, mėginiai buvo užpilti 0,001 m EDTA iki 60% AG, po to ant jų 10 dienų auginami daigai. Pasibaigus auginimo laikotarpiui, sunkieji metalai iš sodinukų buvo ekstrahuoti 0,1 N HCl ir nustatyti atominės absorbcijos spektrofotometru. Remiantis gautais duomenimis, augalų sunkiųjų metalų pašalinimas iš dirvožemių dirvožemiams skyrėsi skirtingi lygiai užterštumas, kuris matyti iš 3 lentelės.

3. Sunkiųjų metalų pašalinimas augalų pagalba

Užterštumo laipsnis Pašalinimas, mg/100 g

Silpnas Padidėjęs 0,85±0,38 1,95±0,55 2,9±0,81 6,7±2,8 6,1±1,9 21,4±5,4 74±5,4 74±±63

4. Sunkiųjų metalų pašalinimas iš dirvų vikių ir avižų sodinukais (mg/100 g augalų)

Daigai Pb Cd Fe Zn

Vika 1,0±0,4 7,1±2,5 8,5±3,1 2,9±1,0

Avižos 0,7±0,2 3,0±1,0 11,4±3,8 2,1±0,6

Vikiai ir avižos skyrėsi savo gebėjimu išskirti iš dirvožemio sunkiuosius metalus.

Sprendžiant iš gautų duomenų, vikiai iš dirvos daugiau išsinešė švino, kadmio, cinko, o avižos – geležies.

Eksperimentų serija parodė, kad miestų dirvožemių valymas nuo judrių sunkiųjų metalų formų gali būti atliekamas ne tik naudojant sorbentus, nusodinant sunkiuosius metalus mažai tirpių nuosėdų pavidalu, naudojant dirvožemio elektromelioraciją. , ir labai sėkmingai su fitoobjektų pagalba. Akivaizdu, kad sunkiųjų metalų pašalinimas iš dirvožemių augalų (ar mikroorganizmų, grybų) priklauso nuo toksinių medžiagų mobilumo dirvoje laipsnio ir didėja, kai susidaro sąlygos intensyviam augalų vystymuisi. Kadangi skirtingi augalai atlaiko ir tam tikrą užterštumo pobūdį, ir laipsnį, miesto dirvožemių biologiniam valymui nuo specifinių metalų reikėtų parinkti ir atrankines sąlygas jų gavybai (įskaitant dirvožemio fizikinių ir cheminių savybių pokyčius bei meliorinių augalų selekciją).

Viename iš eksperimentų sodinukų vystymasis buvo tiriamas dirvožemio mėginiuose, paimtuose įvairiuose Maskvos rajonuose. Mėginiuose nustatyta vandeninės suspensijos pH vertė; buvo vertinamas sodinukų šaknų ir stiebų ilgis bei jų svoris. Augantys augalai prie

optimali drėgmė išsilaikė 10 dienų. Gauti duomenys pateikti 5 lentelėje.

5. Sodmenų auginimas parkų ir labai užterštose teritorijose dirvose

Plotas Masinės šaknys Stiebai

Maskvos žiedinis kelias, v. 1 Squares, v. 6, 8 0,8 1,7±0,1 2,7 5,2±1,2 7,3 11,6±1,5

Kaip matyti iš pateiktų duomenų, labai užterštose dirvose prie Maskvos žiedinio kelio augalai vystėsi daug blogiau nei miesto parkuose.

Žvelgiant iš teorinės pusės, įterpiant į dirvą maistinių medžiagų tirpalas turėtų pagerinti augalų vystymąsi, o švino patekimas į dirvą, priešingai, pabloginti jų vystymąsi. Eksperimente pagal variantus buvo pridėta maistinių medžiagų tirpalo ir Pb(CH3COO)2.

Švino papildymas užterštose dirvose lėmė visišką augalų nuslopinimą, o viešųjų sodų dirvose sumažino jų masę, sumažino šaknų ir stiebų ilgį. Tuo pačiu metu į dirvą patekus maistinių medžiagų tirpalą, pagerėja augalų vystymasis užterštose dirvose ir beveik nepakito vystymasis viešųjų sodų dirvose.

Kitame eksperimente buvo įvertinta vikių, svidrės ir baltųjų garstyčių įtaka sunkiųjų metalų kiekiui dirvoje. Nepaisant to, kad augalai iš dirvožemio pasisavino tam tikrą kiekį sunkiųjų metalų, jų judrių formų kiekis dirvožemyje nesumažėjo dėl augalų kompleksonų išskyrimo per šaknų sistemą ir organinių liekanų skilimo produktų įtakos judrumui. sunkiųjų metalų.

Teoriškai į dirvą įvedant KNO3 (laistant dirvą), augalų vystymasis turėtų pagerėti, taigi, padidėti jų sunkiųjų metalų pasišalinimas iš dirvožemio. Tačiau tai taip pat padidins tirpalo joninę stiprumą, taigi ir nuosėdų tirpumą. Taip pat padidės augalų įtaka nuosėdų tirpumui dirvožemyje. Atsižvelgiant į tai, kas išdėstyta, bendras sunkiųjų metalų kiekis dirvožemyje tokios biologinės melioracijos metu turėtų mažėti, o judrių formų kiekis gali padidėti. Panašūs procesai vyksta ir drėkinant dirvą EDTA (daugiavalenčių metalų kompleksonu). Tačiau šis reagentas nėra augalų mitybos šaltinis, jo poveikis kritulių tirpumui yra didesnis nei KNO3, bet mažesnis augalų vystymuisi. Nagrinėjamus teorinius modelius iliustruoja ir 6 lentelės duomenys.

Taigi yra įvairių būdų, kaip pašalinti iš viršutinio dirvožemio sluoksnio judrias sunkiųjų metalų formas, kurių prioritetą lemia specifinis dirvožemis, litologinės, hidrologinės sąlygos ir ekonominės galimybės. Papildomai

6 pav. KNO, EDTA įterpimo į dirvas ir augalų auginimą įtaka judrių sunkiųjų metalų formų kiekiui dirvose (n=10-30)

Variantai C<1 Си Ми

Vika yugo3 EDTA Svidrės Baltosios garstyčios KZh)3 + vikiai + svidrės + garstyčios EDTA + vikiai + svidrės + garstyčios 1,10±0,21 0,95±0,10 0,81±0D0 0,81±0D0 0.81±0D0 0.81±0D0 0.81±0D0 0.0.0.0.0.6 .0.0.0.1±0D9 ± 0,11 0,55 ± 0,06 3,60 ± 0,4 0,79 ± 0,16 1,17 ± 0,53 0,70 ± 0,16 3,90 ± 1d 2,72 ± 0,8 3,60 ± 1,1,70 ± 0,5 1,10 ± 0,2 323,5 ± 47,5 167,7 ± 18,1,3 3,5 ± 3,5 ± 2,7 ± 2,7 ± 2,5 ± 4,5 ± 2,5 ± 4,5 ± 4,5 ± 4,5 ±35,1 113, 8±42,3 72,4±31,0 373,5±77,2 332,0±67,1 77,9±31,7

Prie žinomų metodų, mūsų požiūriu, patartina pridėti:

1) sunkiųjų metalų išplovimas kompleksiniais tirpalais iki tam tikro gylio, o po to jų nusėdimas ten, o po to dirvožemio plovimas tirpalais, kuriuose yra karbonatų, fosfatų, turinčių šarminę aplinką;

2) pašalinimas iš dirvožemio dėl fitoremediacijos ir sunkiųjų metalų įsisavinimo grybais, sudarant sąlygas didesniam jų bioproduktyvumui;

3) mainų konstantų reguliavimas dirvos-šaknų sistemoje; šaknys – antžeminė augalų dalis dėl mitybos režimo;

4) augalų rūšių ir veislių, turinčių didesnę šaknų sorbciją į sunkiuosius metalus, fitoremediacija;

5) ilgai veikiančių sorbentų naudojimas sunkiųjų metalų sorbcijai,

atsižvelgiant į pusiausvyros konstantas sistemos grunte - sunkusis metalas ir sorbentas - sunkusis metalas;

6) sumažėjęs sunkiųjų metalų patekimas į augalus, kai iš žemės ūkio atliekų į dirvą patenka kompleksonų, kurie su metalais sudaro stabilius didelės molekulinės masės kompleksus;

7) gruntų elektromelioracija, kai sudaromos sąlygos didinti sunkiųjų metalų judrumą;

8) geocheminių barjerų sukūrimas dirvožemio profilyje, neleidžiantis jiems patekti į augalus, migruoti į gruntinius vandenis ir išgaruoti iš dirvožemio.

Strategijos pasirinkimas naudojant miestų dirvožemių, kartais vadinamų miesto dirvožemiais, būklei gerinti priemonių kompleksą galimas tik atliekant fizikinį ir cheminį skaičiavimą ir numatant vykstančius procesus konkrečiam dirvožemiui, augalams ir sąlygoms. aplinką.

Literatūra

1. Kholodova V.P., Volkovas K.S., Kuznecovas V.V. Prisitaikymas prie didelės vario ir cinko druskų koncentracijos krištolinių žolių augaluose ir galimybė jas panaudoti fitoremediacijai // Augalų fiziologija. 2005. T. 52. C, 848-858.

2. Ivanova E.M., Volkovas K.S., Kholodova V.P., Kuznecovas V.V. Naujas perspektyvus augalas vario užterštų teritorijų fitoremediacijoje // Rusijos tautų draugystės universiteto biuletenis. Serija „Agronomija ir gyvulininkystė“. 2011. Nr. 2. S. 28-37.

3. Clemens D. Toksiškų metalų sankaupos. Reakcija į poveikį ir augalų tolerancijos mechanizmai, Biochem., 2006, v. 88, p. 1707-1719 m.

4. Kramer U. Metalo hiperakumuliacija augaluose, Ann. Rev. Plant Biol., 2010, v. 10, p. 517-534.

5. Savich V.I., Belopukhov C.JI., Nikitochkin, Filippova A.V. Nauji dirvožemio valymo iš sunkiųjų metalų metodai / Orenburgo valstybinio agrarinio universiteto darbai. 2013. Nr. 4. S, 216-218.

Boro rūgšties įvedimas į dirvą dėl boro dalyvavimo formuojant sudėtingus metalų junginius su polisacharidų dariniais - pektinu ir ramnogalakturonanu II, susidarant tinklui ląstelės sienelės matricoje, žymiai padidina augalų pašalinimą sunkiaisiais metalais. gynimo priemonės iš dirvožemio. Yra biologinio dirvožemio valymo nuo sunkiųjų metalų metodas, naudojant augalinius preparatus. Taikant siūlomą fitoremediacijos būdą, boro rūgštis į dirvą įterpiama nedidelėmis 0110 kg ha dozėmis, todėl galima padidinti...

Pasidalinkite darbais socialiniuose tinkluose

Jei šis darbas jums netinka, puslapio apačioje yra panašių darbų sąrašas. Taip pat galite naudoti paieškos mygtuką

Biologinio dirvožemio valymo nuo sunkiųjų metalų metodas.

1. Trumpas plėtros aprašymas.

Boro rūgšties įvedimas į dirvą dėl to, kad boras dalyvauja formuojant sudėtingus metalų junginius su polisacharidų dariniais - pektinu ir ramnogalakturonanu-II formuojant tinklą ląstelės sienelės matricoje, žymiai padidina boro pašalinimą. sunkieji metalai iš dirvožemio augalų remediantimis.Šiuo principu buvo vadovaujamasi kuriant sunkiaisiais metalais užteršto dirvožemio fitoremediacijos metodą. Metodas skirtas gamtos ištekliams saugoti ir atkurti, yra draugiškas aplinkai, nebrangus.

2. Kūrimo privalumai ir palyginimas su analogais.

Yra dirvožemio biologinio valymo nuo sunkiųjų metalų metodas, naudojant gydomuosius augalus. Taikant siūlomą fitoremediacijos metodą, boro rūgštis į dirvą įvedama nedidelėmis dozėmis (0,1-1,0 kg/ha), o tai leidžia dešimt kartų padidinti sunkiųjų metalų pašalinimą iš užteršto dirvožemio atkuriamaisiais augalais ir reguliuoti tam tikrų metalai iš dirvožemio.

3. Plėtros komercinio naudojimo sritys.

Sunkiaisiais metalais užteršto dirvožemio fitoremiacija naudojant boro rūgštį kritinėms vertėms pasiekti: 1) žemės ūkyje (žemės ūkyje, sodininkystėje, gyvulininkystėje); 2) kraštovaizdžio statyboje (rekreacinės paskirties žemė); 3) komunaliniame ūkyje (rekreacinėms teritorijoms organizuoti atkurtose teritorijose); 4) ypač saugomose gamtos teritorijose (retų ir nykstančių rūšių egzistavimo sąlygoms užtikrinti).

4. Intelektinės nuosavybės apsaugos forma.

Gautas 2010-10-01 patentas išradimui Nr. 2342822 "Biologinio dirvožemio valymo nuo sunkiųjų metalų metodas"

Kūrėjas – FGBUN IL KarRC RAS.

Kiti susiję darbai, kurie gali jus sudominti.vshm>
19057.		Sunkiųjų metalų masės dalies nustatymas Tulos regiono dirvožemio mėginiuose	345,6 KB
	Gamtinės aplinkos būklė yra svarbiausias veiksnys, lemiantis žmogaus ir visuomenės gyvenimą. Šiuo metu visose aptinkamos didelės daugelio cheminių elementų ir junginių koncentracijos dėl technogeninių procesų natūrali aplinka ah: atmosferos vandens dirvožemio augalai. Dirvožemis yra ypatingas gamtos darinys, turintis daugybę savybių, būdingų gyvajai ir negyvajai gamtai; susideda iš genetiškai susijusių horizontų, kurie sudaro dirvožemio profilį, atsirandantį dėl paviršiaus transformacijos...
12104.		Gruntų valymo nuo naftos produktų metodas	17,65 KB
	Sukurtas biotechnologinis dirvožemio valymo ir rekultivavimo metodas naftos chemijos taršos atveju. Nustatomi didelių platumų dirvožemių valymo nuo kai kurių naftos produktų laikotarpiai: dyzelinio kuro dujų kondensato, mašinų alyvos mazuto. Kultūrinės podzolinės žemės agrozemas išvalomas iš lengvųjų angliavandenilių per vieną vegetacijos sezoną.
5040.		Ekologinės situacijos gyventojų gyvenamosiose vietose tyrimas aptinkant augaluose sunkiųjų metalų jonus kaip ekologinės gerovės žymenį.	38.04KB
	Daugeliu atvejų kalbame apie mažų švino dozių įsisavinimą ir jų kaupimąsi organizme, kol jo koncentracija pasiekia kritinį lygį, būtiną toksinėms apraiškoms. Maistas yra dominuojantis švino šaltinis žmogaus organizme amžiaus grupėse gyventojų. Svarbus švino šaltinis kūdikiams ir vaikams jaunesnio amžiaus motinos kūnas gali būti apsinuodijęs dėl pieno arba maisto, kuriame yra užterštos žemės dulkių ar seno švino, nurijimo...
12178.		Vandens valymo iš naftos ir naftos produktų metodas	17.17KB
	Išradimas yra susijęs su valymu Nuotekos iš naftos ir naftos produktų. Jis skiriasi tuo, kad bakterijų imobilizacija flokulėmis vyksta tiesiogiai išvalytame vandenyje, o vandens valymui iš naftos produktų skirtos bakterijos išskiriamos iš vietinės gamtinės aplinkos, užterštos naftos produktais, siekiant padidinti sorbcijos pajėgumą. Siūlomas metodas leidžia pasiekti žuvininkystės rezervuarų naftos produktų MPC.
12011.		Milteliniai tauriųjų metalų nanodalelių preparatai ir jų gamybos būdas	23.55KB
	AT bendras atvejis Tauriųjų metalų nanodalelių sintezės metodai skirstomi į dvi kategorijas: metodus, pagrįstus masinio mėginio dispersija, ir metodus, pagrįstus koloidinių dalelių sinteze iš druskų ir (arba) rūgščių naudojant cheminius redukuojančius agentus arba švitinant. Nepriklausomai nuo paruošimo būdo, tauriųjų metalų nanodalelių preparatai yra vandeninės suspensijos, kurių galiojimo laikas yra ribotas. Įgyvendinimas šis požiūris numato šiuos pagrindinius žingsnius: nanodalelių sintezę, stabilizavimą biologiškai suderinamu...
13336.		Rūgštyje tirpių metalų formų (švino, vario, cinko, nikelio, geležies) kiekio nustatymas Tulos regiono dirvožemio mėginiuose atominės absorbcinės spektroskopijos metodu	343,76 KB
	Didelės daugelio cheminių elementų ir junginių koncentracijos dėl technogeninių procesų šiuo metu aptinkamos visose natūraliose aplinkose: atmosferoje, vandenyje, dirvožemyje, augaluose. Dirvožemis yra ypatingas natūralus darinys, turintis daugybę gyvajai ir negyvajai gamtai būdingų savybių; susideda iš genetiškai susijusių horizontų, sudarančių dirvožemio profilį, susidarantį dėl litosferos paviršinių sluoksnių transformacijos, veikiant vandeniui, orui ir organizmams ...
19135.		Dirvožemio derlingumo būklės ir agrocheminių rodiklių pokyčių dinamikos įvertinimas, atliekant plataus masto agrocheminį Khomutinka ūkio dirvožemių tyrimą Omsko srities Nižneomsko rajone.	23,02 MB
	Labai mažas mineralinių ir organinių trąšų naudojimas, cheminės melioracijos nutraukimas, besitęsianti erozija, rekomenduojamo žemės dirbimo supaprastinimas, sunkios žemės ūkio technikos naudojimas padidina dirvožemio degradaciją. Kai kuriais atvejais ariamos žemės derlingumas artėja prie kritinės ribos, o tai galiausiai turi įtakos augalininkystės efektyvumui.
3781.		Individualios ir kolektyvinės radiacinės, cheminės ir biologinės apsaugos priemonės	163,76 KB
	Individualios ir kolektyvinės apsaugos priemonės yra skirtos išlaikyti personalo kovinį pajėgumą ir užtikrinti kovinių užduočių vykdymą, kai priešas naudoja masinio naikinimo ginklus, taip pat veikiant neigiamiems ir žalingiems aplinkos veiksniams.
1026.		Pasiūlymų tobulinti sunkiųjų betono mišinių kokybės kontrolę įmonėje PKF Stroybeton LLC rengimas.	150,4 KB
	Antrame skyriuje aprašomos esamos betono kokybės kontrolės technologijos įvairiuose jo naudojimo etapuose: pakrovimo, transportavimo, klojimo, betono priežiūros metu. Betono ir betono mišinio kokybės rodikliai. Betono mišinio ruošimas ir panaudojimas statybose.
12277.		Vietinių funkcinių žaliavų naudojimas krekerių biologinei vertei didinti	83,84 KB
	Vietinių funkcinių žaliavų naudojimas krekerių biologinei vertei padidinti Specialybė: 5A321001. Gamybos ir perdirbimo technologija maisto produktai Makaronų kepimo technologija ir konditerijos gaminių gamyba DISERTACIJA akademiniam magistro laipsniui gauti Vadovas: Ph. Bukhara - 2013 2 Užduotis...

Trumpas aprašymas

Teršalai – tai antropogeninės kilmės medžiagos, kurios į aplinką patenka kiekiais, viršijančiais natūralų jų suvartojimo lygį.
Dirvožemio tarša yra antropogeninės degradacijos rūšis, kurios metu jos kiekis cheminių medžiagų antropogeninio poveikio dirvožemiuose viršija natūralų regioninį fono lygį. Tam tikrų cheminių medžiagų perteklius žmogaus aplinkoje dėl jų patekimo iš antropogeninių šaltinių kelia pavojų aplinkai.

Prisegti failai: 1 failas

Plečiantis dirvožemių būklės aplinkos monitoringui, pradėti plačiai taikyti rūgštyse tirpių (1 N HCI, 1 N HNO3) HM junginių kiekio nustatymo metodai. Dažnai jiems suteikiamas pavadinimas „sąlyginis bendrasis HM kiekis“. Praskiestų mineralinių rūgščių tirpalų naudojimas kaip reagentas neužtikrina visiško mėginio suirimo, tačiau leidžia pernešti didžiąją dalį technogeninės kilmės cheminių elementų junginių. į tirpalą.

Mobiliosios HM formos apima dirvožemio tirpalo ir kietosios dirvožemio fazės elementus ir junginius, kurie yra dinaminės pusiausvyros su dirvožemio tirpalo cheminiais elementais būsenoje. Judriems HM dirvose nustatyti kaip ekstraktorius naudojami silpnai druskingi tirpalai, kurių jonų stiprumas artimas natūralių dirvožemio tirpalų joniniam stiprumui: (0,01–0,05M CaCI 2, Ca(NO 3) 2, KNO 3). Galimai judrių kontroliuojamų elementų junginių kiekis dirvožemyje nustatomas 1 N ekstrakte. NH4CH3COO esant skirtingoms pH vertėms. Šis ekstraktorius taip pat naudojamas pridedant kompleksuojančių medžiagų (0,02–1,0 M EDTA).

Analizei dažniausiai parenkami viršutiniai dirvožemio sluoksniai (0–10 cm), kartais analizuojamas teršalų pasiskirstymas dirvožemio profilyje. Viršutiniai horizontai atlieka geocheminio barjero vaidmenį iš atmosferos patenkančių medžiagų srautui. Išsiplovimo vandens režimo sąlygomis teršalai gali prasiskverbti giliai į iliuzinius horizontus ir juose kauptis, kurie kartu atlieka ir geocheminius barjerus.

Sanitarinis ir higieninis aplinkos kokybės kriterijus – didžiausia leistina cheminių medžiagų koncentracija (MPC) aplinkos objektuose. DLK atitinka didžiausią cheminės medžiagos kiekį gamtos objektuose, nesukeliantį neigiamo (tiesioginio ar netiesioginio) poveikio žmonių sveikatai (įskaitant ilgalaikes pasekmes).

Įvairių cheminių medžiagų toksinis poveikis gyviems organizmams apibūdinamas bendruoju sanitariniu rodikliu, kuris dažnai naudojamas kaip LD-50 indikatorius (mirtina dozė), kuris parodo medžiagos, patekusios į eksperimentinių gyvūnų (pelių, žiurkių) organizmą, masę. ) ir sukėlė 50 % jų mirtį. Šio rodiklio matmuo yra mg medžiagos/kg bandomojo gyvūno masės. Tiesioginiai žmogaus kontaktai su dirvožemiu yra nežymūs ir vyksta netiesiogiai per kitus komponentus: dirva – augalas – žmogus; dirvožemis – augalas – gyvūnas – žmogus; dirvožemis – oras – žmogus; dirva – vanduo – žmogus. MPK nustatymas dirvožemyje susiaurinamas iki eksperimentinio šių medžiagų gebėjimo palaikyti gyviems organizmams priimtiną medžiagų koncentraciją vandenyje, ore ir su dirvožemiu besiliečiančiuose augaluose. Būtent todėl dirvožemio cheminių medžiagų MPC nustatomas ne tik pagal bendrąjį sanitarinį rodiklį, kaip įprasta kitoms gamtinėms aplinkoms, bet ir pagal kitus tris rodiklius: persikėlimą, migruojantį vandenį ir migruojantį orą.

Translokacijos rodiklis nustatomas pagal dirvožemio gebėjimą užtikrinti augaluose priimtiną cheminių medžiagų kiekį (bandomieji augalai yra ridikai, salotos, žirniai, pupelės, kopūstai ir kt.).

Atitinkamai migruojantį vandenį ir migruojantį orą lemia dirvožemio gebėjimas užtikrinti, kad šių medžiagų kiekis vandenyje ir ore būtų ne didesnis nei DLK. Tačiau sanitariniai ir higieniniai dirvožemio kokybės standartai nėra be trūkumų; pagrindinis yra tai, kad modelio eksperimento sąlygos MPC nustatyti ir gamtinės sąlygos labai skiriasi.

Vienas iš žingsnių sprendžiant aplinkosaugos reguliavimo problemą buvo požiūris, pagrįstas leistinos dirvožemio apkrovos nustatymu, atsižvelgiant į jo buferines savybes, užtikrinančias dirvožemio gebėjimą riboti iš išorės patenkančių cheminių medžiagų mobilumą, gebėjimą. apsivalyti. Tokie metodai kuriami Rusijoje ir kitose šalyse.

Tačiau labai sunku sukurti MPC kiekvienam dirvožemio tipui. Tikslinga parengti cheminius standartus dirvožemio-geocheminėms asociacijoms, kurias vienija pagrindinių fizikinių ir cheminių savybių, lemiančių jų atsparumą cheminei taršai, bendrumas.

Kitame etape daugeliui cheminių elementų buvo sukurtos šių elementų AEC (maždaug leistinos koncentracijos) dirvožemiams, kurie skiriasi svarbiausiomis savybėmis (rūgštingumu ir granulometrine sudėtimi). Jie buvo sukurti remiantis ne standartizuotu eksperimentiniu metodu, o apibendrinus turimą informaciją apie ryšį tarp dirvožemio apkrovos lygio, dirvožemio būklės ir gretimos aplinkos.

3 lentelė

Pagrindinių dirvožemį teršiančių cheminių medžiagų, kurioms nustatytos didžiausios leistinos koncentracijos, sąrašas

Medžiagos	DLK dirvožemyje, mg/kg	Pavojaus klasė
Manganas
Formaldehidas
Benz(a)pirenas
Acetaldehidas

4 Grunto valymo nuo sunkiųjų metalų metodai

Gebėjimas paversti metalus į judrią formą yra dirvožemio valymo plovimo, ekstrahavimo, cheminio išplovimo, elektrodializės ir elektrokinetinio apdorojimo metodų pagrindas. Metalai iš dirvožemio pašalinami tirpalų pavidalu, kurie apdorojami jonų mainų, reagentų nusodinimo, garinimo, membranų atskyrimo, elektrocheminio nusodinimo, elektrodializės būdu, siekiant gauti mažo tūrio kietus likučius, tinkančius šalinti sąvartynuose, atliekų šalinimo vietose. kenksmingų medžiagų.

Renkantis metalų gavybos būdą, atsižvelgiama į jų kiekį dirvožemyje, kietosios fazės sudėtį ir sklaidą. Metalai, esantys mainų formoje, ekstrahuojami druskų tirpalais, susietais su rūgščių karbonatais-tipalais, su geležies oksidais ir mangano cheminiais reduktoriais, su organinėmis medžiagomis-kompleksuojančių medžiagų tirpalais, sulfidų-cheminių oksidatorių pavidalu.

Taikant biologinius sunkiųjų metalų mobilumo didinimo metodus, jiems iš dirvožemio išgauti naudojami mikroorganizmai ir augalai. Padidėja metalų mobilumas:

• dėl organinių medžiagų, turinčių metalų, biomineralizacijos.
• vykstant oksidacinėms reakcijoms, vykstančioms biologinio išplovimo procesuose dalyvaujant mikroorganizmams;
• dėl dirvožemio aplinkos pH, Еh pokyčių vykstant biologiniams procesams;
• formuojantis tirpiems metalų kompleksams su organinėmis medžiagomis, kurias sintetina ir išskiria mikroorganizmai bei augalų šaknys;
• metalų bioredukcijoje organinėmis medžiagomis deguonies sąlygomis;
• dėl metalų perkėlimo į lakią formą metilinimo ir transalkilinimo metu.

Sunkiųjų metalų fiksavimas dirvožemyje sumažina jų prieinamumą augalams ir sumažina jų migraciją mitybos grandinėmis.

Viena iš sunkiųjų metalų biologinio prieinamumo mažinimo galimybių yra sorbentų įterpimas į dirvą.

Iš įvairių natūralios ir dirbtinės kilmės sorbentų naudojami ceolitai, bentonitai, raudonasis molis, pelenai, fosfatai, durpės, mėšlas, kompostas, tvenkinių dumblas, mikroorganizmų biomasė ant įvairių nešėjų, vilnos, šilko atliekos, tanino ir pluošto turinčios atliekos. Bendrieji reikalavimai sorbentams: pH 6,0-7,5, galima ir palyginti pigiai.

Viena technologija, vadinama Bio Metal Sludge Reactor (BMSR), skirta dirvožemiui, dumblui, kietosioms atliekoms apdoroti, naudoja bakterijas Ralstonia metallidurans. Bakterijos tirpina metalus susintetintais sideroforais ir adsorbuoja metalus ant ląstelės paviršiaus su metalų indukuotais išorinės membranos baltymais, ląstelės sienelės polisacharidais ir peptidoglikanais. Bakterijos yra atsparios sunkiųjų metalų poveikiui. Metalai iš ląstelės pašalinami antiportu su protonais, todėl periplazminėje erdvėje kaupiasi OH - jonai, šarminama išorinė aplinka ir susidaro karbonatai bei bikarbonatai. Metalo jonai, eksportuojami iš citoplazmos, sudaro karbonatus ir bikarbonatus, kurių koncentracija yra persotinta ląstelės paviršiuje ir aplink ląstelę, ir kristalizuojasi ant su ląstele susietų metalų, kurie tarnauja kaip kristalizacijos centrai. Dėl to metalo ir biomasės santykis yra didelis (0,5–5,0). Tokios bakterijos pašalina metalus iš tirpalo vėlyvoje eksponentinio augimo fazėje arba stacionarioje augimo fazėje, o tai patogu išgauti metalus iš užteršto dirvožemio ex situ metodais. Bakterijos turi ypatingų savybių, dėl kurių bakterijų ląstelės nusėda mažai, palyginti su organinėmis ir molio dirvožemio dalelėmis. Tai leidžia atskirti dirvožemio daleles ir ląsteles su absorbuotu metalu nusodinimo metodu. Bakterijos su adsorbuotais metalais, kurios po atskyrimo yra vandeninėje fazėje, lengvai pašalinamos iš pastarosios flotacijos arba flokuliacijos būdu.

5 Bendra informacija apie Ralstonia metallidurans

1 pav. Ralstonia metallidurans vaizdas

Ląstelių struktūra ir medžiagų apykaita

R. metallidurans yra gramneigiama lazdelės formos bakterija. Taigi jiems būdingos gramneigiamų bakterijų struktūrinės savybės, tokios kaip peptidoglikano turinčios ląstelių sienelės, lamelių turinčios išorinės membranos ir periplazminės erdvės.

R. metallidurans turi galimybę naudoti įvairius substratus kaip anglies šaltinį. Jis gali augti autotrofiškai naudojant molekulinį vandenilį kaip energijos šaltinį ir anglies dioksidą kaip anglies šaltinį. Be to, esant nitratų atstovams, gali augti anaerobiškai. Ant fruktozės jie neauga, o optimali jos augimo temperatūra yra 30 C.

Ekologija

Dėl gebėjimo atlaikyti toksiškų metalų poveikį, buvo ištirtas šios savybės panaudojimas biologinio atkūrimo srityse.

Patologija

Nustatyta, kad R.metallidurans nėra patogeniškas žmonėms.

Taikymas biotechnologijoje

Nustatyta, kad R. metallidurans gali gaminti fermentus, kurie gali būti naudojami kuro elementams gaminti. Šie fermentai gali oksiduoti vandenilį, o tai galiausiai gali sukelti elektros gamybą.

6 Dirvožemio valymo nuo sunkiųjų metalų technologija

Valant BMSR technologija, užterštas gruntas įleidžiamas į srautinio tipo reaktorių maišytuvu, į kurį tiekiamas vanduo ir maisto medžiagos (acetatas-5g/l, azotas-0,5g/l, fosforas-0,05g/l), bakterijos. įvedami ( 10 8 ląstelių/ml). Dirvožemis iš anksto frakcionuojamas, kad būtų pašalinti dideli aglomeratai, šiukšlės ir kt. Dalelių dydis reaktoriuje turi būti ne didesnis kaip 2 mm. PH palaikomas 7,2. Hidraulinio buvimo reaktoriuje laikas yra nuo 10 iki 20 valandų.

Apdorojimo metu teršalai metalai pernešami iš dirvožemio dalelių į bakterijų sieneles. Po apdorojimo reaktoriuje dumblas nusodinamas į karterį, į kurį įpilama vandens. Esant bakterijoms, dirvožemio dalelės pasižymi geromis sedimentacinėmis savybėmis ir nusėda karteryje per 1-2 valandas. Bakterijos, kuriose yra metalų, lieka suspensijoje, kuri iš karterio patenka į nusodintuvą (dekanterį). Į jį įpilama flokulianto, po kurio biomasės dumblas gali būti dehidratuotas ir išdžiovintas. Metalų kiekis bakterijų biomasėje yra: Zn-8-25, Pb-3-5, Cd-0,16-0,25. Šią biomasę galima sudeginti apdorojant pirometalurginiu būdu, kad susidarytų pelenai, kuriuose yra daug metalų, kuriuos galima atgauti išplovus arba vėliau pelenus laikant sąvartyne. Sunkiųjų metalų kiekis išvalytame dirvožemyje sumažėja 5-10 kartų. Dirvožemis, apdorotas bakterijomis esant neutraliam pH, naudojant BMSR technologiją, gali būti naudojamas pakartotinai. Nuotekose yra labai maža metalų koncentracija, todėl jas galima perdirbti.

Dirvožemio bioremediacijos iš sunkiųjų metalų proceso skaičiavimas.

Dirvožemio mėginiai paimti iš 6 ha aikštelės 9 cm (0,09 m) gylyje. Švino kiekis yra 50 mg/kg.

1. Užteršto grunto tūrio nustatymas.

V p \u003d S p × H

V p \u003d 6000 m 2 × 0,09 \u003d 540 m 3

2.Užteršto grunto svoris.

R n = V n × d

R p = 540 m 3 × 1,2 t / m 3 \u003d 648 t

3.Bendras sunkiųjų metalų svoris.

1 kg dirvožemio - 2,5 g HM

1 tona dirvožemio - 2500 kg HM

640 t grunto - x kg HM

x = 640 t × 2,5 t = 320 t

Ralstonia metallidurans mikroorganizmų IBU yra 8 m 3 /t HM.

x m 3 - 640 t

Nustatykite amofoso kiekį.

1 t HM - 24 kg AMF

R AMP = 320 × 24 = 7680 kg AMP

AMP tirpumas = 18 kg/m 3 .

Vandens tūris.

1 m 3 H 2 O - 18 kg AMP

x m 3 H 2 O -104,8 kg

V in \u003d 104,8 / 18 \u003d 5,82 t

7680 t + 5,82 t = 7686 t

Svetainės pasirinkimas

Dirvožemio akėjimas

Transportas remontui

Šlifavimas iki 2 mm

bakterijos

Pakrovimas į bioreaktorių

Maistinių medžiagų

nusėdimas

flokuliantas

dekanteris

Dehidratacija

pirometalurginis apdorojimas

Sandėliavimas laidojimo vietose

2 pav. Dirvožemio bioremediacijos iš sunkiųjų metalų technologinė schema.

UDC 546.621.631

DIRVOŽEMS DIRVO VALYMAS NUO SUNKIŲJŲ METALŲ1

A.I. Vezentsevas, M.A. Trubitsyn,

L.F. Goldovskaya-Piristaya, N.A. Volovičeva

Belgorodo valstybinis universitetas, 308015, Belgorodas, g. Pergalė, 85

[apsaugotas el. paštas]

Pateikiami Belgorodo srities molių gebėjimo absorbuoti Pb (II) ir Cu (II) jonus iš vandens ir buferinių dirvožemio ekstraktų tyrimo rezultatai. Eksperimento metu nustatytas optimalus molio:dirvožemio santykis, kuriam esant efektyviausias sunkiųjų metalų pašalinimas iš dirvožemio.

Raktažodžiai Raktažodžiai: molio sorbentai, dirvožemis, sorbcijos aktyvumas, montmorilonitas, sunkieji metalai.

Pramoninis sunkiųjų metalų naudojimas yra labai įvairus ir plačiai paplitęs. Štai kodėl fitotoksiškumas ir kenksmingas kaupimasis dirvožemyje, kaip taisyklė, stebimas prie įmonių. Sunkieji metalai kaupiasi viršutiniuose dirvožemio humusinguose horizontuose ir lėtai pasišalina išplovimo, augalų suvartojimo ir erozijos metu. Humusas ir šarminė dirvožemio aplinka prisideda prie sunkiųjų metalų įsisavinimo. Tokių sunkiųjų metalų, kaip varis, švinas, cinkas, kadmis ir kt., toksiškumas žemės ūkio pasėliams natūraliomis sąlygomis išreiškiamas komercinių augalų derliaus sumažėjimu laukuose.

Yra keletas sunkiaisiais metalais ir kitais teršalais užteršto dirvožemio rekultivavimo būdų:

Užteršto sluoksnio pašalinimas ir jo užkasimas;

Teršalų toksinio poveikio inaktyvavimas arba sumažinimas naudojant jonų mainų dervas, organines medžiagas, kurios sudaro chelatinius junginius;

Kalkinimas, tręšimas organinėmis trąšomis, kurios sugeria teršalus ir mažina jų patekimą į augalus.

Mineralinių trąšų įvedimas (pavyzdžiui, fosfatas, sumažina toksinį švino, vario, cinko, kadmio poveikį);

Augantys taršai atsparūs augalai.

Šiuo metu pasaulinė ekologinio rafinavimo praktika derlingos dirvos Vis plačiau naudojami mineraliniai aliumosilikatiniai adsorbentai: įvairūs moliai, ceolitai, ceolito turinčios uolienos ir kt., pasižymintys didele sugeriamumu, atsparumu aplinkos poveikiui ir galintys pasitarnauti kaip puikūs nešikliai fiksuojant įvairius junginius ant paviršiaus jų modifikavimo metu.

Tyrimo medžiagos ir metodai

Šis darbas yra ankstesnių Belgorodo srities Gubkinskio rajono molių, kaip potencialių sorbentų, skirtų valyti derlingą dirvą nuo sunkiųjų metalų, tęsinys.

1 Darbą parėmė Rusijos fundamentinių tyrimų fondas, projektas Nr. 06-03-96318.

Šiame darbe kaip sorbentai buvo naudojami moliai iš Kijevo Sergievskio telkinio Gubkinskio rajone, kurie skyrėsi medžiagos sudėtimi ir savybėmis: K-7-05 (vidurinis sluoksnis) ir K-7-05 YuZ (apatinis sluoksnis). . Gubkinsko-Starooskolsky pramoninio regiono teritorijoje paimti dirvožemio mėginiai K-8-05 ir Nr. 129 buvo naudojami kaip valymo objektai. Preliminarūs tyrimai parodė, kad Sergijevskio telkinio molis gerai sugeria vario ir švino jonus iš pavyzdinių vandeninių tirpalų. Todėl tolesni tyrimai buvo atlikti su vandens ir buferiniais ekstraktais iš dirvožemio.

Vandeninis ekstraktas buvo paruoštas pagal standartinę procedūrą. Metodo esmė yra vandenyje tirpių druskų ištraukimas iš dirvožemio distiliuotu vandeniu dirvožemio ir vandens santykiu 1:5. Metalo jonų koncentracija buvo nustatyta fotokolorimetriniu metodu KFK-3-01 prietaisu pagal kiekvienam metalui tinkamus metodus.

Buferinis ekstraktas iš dirvožemio buvo paruoštas standartiniu Centrinio agrocheminių paslaugų instituto metodu. Žemdirbystė(CINAO), naudojant acetato-amonio buferinį tirpalą, kurio pH 4,8. Šį ekstraktantą agrochemijos tarnyba priima augalams prieinamiems mikroelementams išgauti. Pradinė augalų turimų judrių vario ir švino formų koncentracija buferiniame ekstrakte buvo nustatyta atominės absorbcijos spektrometrijos metodu.

Vario ir švino jonų sorbcija buvo vykdoma pastovioje temperatūroje (20°C), statinėmis sąlygomis 90 min. Sorbento ir sorbato santykis buvo: 1:250; 1:50; 1:25; 1:8 ir 1:5.

Rezultatų aptarimas

Tiriant vandens ekstraktą, kuris buvo ruošiamas 4 valandas, nustatyta, kad vandenyje tirpių vario junginių koncentracija yra nereikšminga ir siekia 0,0625 mg/kg (skaičiuojant Cu2 jonus). Vandenyje tirpių švino junginių neaptikta.

Pradinė sunkiųjų metalų jonų koncentracija buferiniuose dirvožemių ekstraktuose buvo: K-8-05 dirvožemiui: Cu2+ 2,20 mg/kg, Pb2+ 1,20 mg/kg; dirvožemiui Nr.129: Cu2+ 4,20 mg/kg, Pb2+ 8,30 mg/kg.

Dirvožemio K-8-05 grynumo laipsnio nustatymo moliais K-7-05 (vidurinis sluoksnis) ir K-7-05 YuZ (apatinis sluoksnis) rezultatai pateikti 1 lentelėje.

1 lentelė

Buferinio ekstrakto iš dirvožemio išgryninimo laipsnis K-8-05, masė, %

Sorbento santykis: sorbatas Molis K-7-05 (vidurinis sluoksnis) Molis K-7-05 YuZ (apatinis sluoksnis)

Cu2+ Pb2+ Cu2+ Pb2+

1: 250 45,5 33,3 54,5 33,3

1: 50 70,5 45,8 68,2 58,3

1: 25 72,3 58,3 79,5 58,3

1: 8 86,4 75,0 87,3 83,3

1: 5 95,5 83,3 95,5 83,3

1 lentelėje pateikti rezultatai rodo, kad padidėjus sorbento ir sorbato santykiui nuo 1:250 iki 1:5, buferinio ekstrakto išgryninimo iš vario jonų su moliu K-7-05 laipsnis padidėja nuo 45,5 iki 95,5. %, o iš švino jonų - nuo 33,3 iki 83,3%.

Buferinio ekstrakto su moliu K-7-05 YuZ gryninimo laipsnis tuo pačiu padidinus santykį padidėjo nuo 54,5 iki 95,5% (Cu2+) ir nuo 33,3 iki 83,3% (Pb2+).

Atkreipkite dėmesį, kad pradinė vario jonų koncentracija buvo didesnė nei švino jonų. Todėl buferinio ekstrakto valymas nuo vario jonų šiais moliais yra efektyvesnis nei nuo švino jonų.

2 lentelė

Buferinio ekstrakto iš grunto Nr. 129 valymo su K-7-05 moliu laipsnis (vidurinis sluoksnis), sv. %

Sorbento santykis: Cu2+ sorbatas +

1: 250 39,3 66,7

Pastaba: su moliu K-7-05 YuZ eksperimentas nebuvo atliktas, nes trūko pakankamo mėginio kiekio.

2 lentelėje pateikti rezultatai rodo, kad buferinio ekstrakto iš grunto Nr.129 išgryninimo moliu K-7-05 laipsnis, padidinus sorbento:sorbato santykį nuo 1:250 iki 1:5, padidėja nuo 39,3 iki 1:5. 93,0 % (vario jonams) ir nuo 66,7 iki 94,0 % (švino jonams).

Pažymėtina, kad šiame grunte pradinė vario jonų koncentracija buvo mažesnė nei švino jonų. Todėl galime manyti, kad šio grunto valymo iš vario jonų efektyvumas nėra prastesnis nei K-8-05 dirvožemių.

Norėdami išsiaiškinti sunkiųjų metalų sorbcijos mechanizmą, įvertinome molingų uolienų jonų mainų komplekso sudėtį ir būklę Belgorodo regione. Nustatyta, kad tirtų mėginių katijonų mainų geba svyruoja nuo 47,62 iki 74,51 mekv/100 g molio.

Atliktas išsamus molio rūgščių-šarmų savybių tyrimas. Aktyvaus rūgštingumo nustatymas patvirtino, kad visi moliai yra šarminiai. Tuo pačiu metu tų pačių mėginių druskos ekstrakto pH yra 7,2–7,7 intervale, o tai rodo, kad šie moliai turi tam tikrą keičiamo rūgštingumo dalį. Kiekybiškai ši vertė yra 0,13–0,22 mmol-ekv/100 g molio ir yra dėl mažo pakankamai judrių keičiamų protonų kiekio. Keičiamų bazių sumos vertė svyruoja gana plačiame diapazone nuo 19,6 iki 58,6 mmol-ekv / 100 g molio. Atsižvelgiant į gautus duomenis, buvo suformuluota hipotezė, kad tirtų molio mėginių sorbcijos gebą sunkiųjų metalų atžvilgiu daugiausia lemia jonų mainų procesai.

Iš atlikto darbo galima padaryti tokias išvadas.

Padidėjus sorbento ir sorbato santykiui nuo 1:250 iki 1:5, dirvožemio valymo laipsnis padidėja: nuo 40 iki 95% (vario jonams) ir nuo 33 iki 94% (švino jonams) naudojant molį. iš Sergijevskio telkinio (K-7-05) kaip sorbentą.

Tirti moliai yra veiksmingesnis vario jonų sorbentas nei švino jonų.

Nustatyta, kad optimalus molio: dirvožemio santykis yra 1:5. Esant tokiam santykiui, dirvožemio apsivalymo laipsnis yra:

Vario jonams apie 95 % (masės)

Švino jonų atveju apie 83 % (masės)

Bibliografija

1. Bingham F.T., Costa M., Eichenberger E. Kai kurie metalo jonų toksiškumo klausimai. - M.: Mir, 1993. - 368 p.

2. Galiulin R.V., Galiulina R.A. Sunkiųjų metalų fitoekstrakcija iš užteršto dirvožemio // Agrochemija.- 2003.- №3. - S. 77 - 85.

3. Aleksejevas Yu.V., Lepkovich I.P. Kadmis ir cinkas pievų fitocenozių augaluose // Agrochemija. - 2003. - Nr. 9. - P. 66 - 69.

4. Dayan U., Manusov N., Manusov E., Figovsky O. Dėl abiotinių ir antropinių veiksnių tarpusavio priklausomybės trūkumo/// Tarptautinis alternatyviosios energijos ir ekologijos mokslinis žurnalas ISJAEE, 2006.-№ 3(35). - P. 34 - 40.

5. Vezentsev A.I., Goldovskaya L.F., Sidnina N.A., Dobrodomova E.V. Zelentsova E.S. Vario ir švino jonų sorbcijos Belgorodo srities uolienose kinetinių priklausomybių nustatymas Nauchnye Vedomosti BelGU. Serija Gamtos mokslai. - 2006. - Nr. 3 (30), 2 numeris. - P.85-88

6. Goldovskaya-Piristaya L.F., Vezentsev A.I., Sidnina N.A., Zelentsova E.S. Bendrojo kadmio kiekio ir judrių formų kiekio Gubkinsko-Starooskolsky pramoninio regiono dirvožemiuose tyrimas Nauchnye Vedomosti BelSU. Serija "Gamtos mokslai". - 2006. - Nr. 3 (23), 4 numeris. - P.65-68.

7. Gairės dėl sunkiųjų metalų nustatymo žemės ūkio naudmenų ir augalininkystės dirvose.- M.: TsINAO, 1992.-61p.

8. Valstybinė vandens kokybės kontrolė. - M.: IPK. Standartų leidykla, 2001. - 690 p.

SORBICINIS DIRVOŽEMIO VALYMAS IŠ SUNKIŲJŲ METALŲ A.I. Vesentsevas, M.A. Troubitsin, L.F. Goldovskaya-Peristaya, N.A. Volovičeva

Belgorodo valstybinis universitetas, 85 Pobeda g., Belgorodas, 308015 [apsaugotas el. paštas] edu. lt

Pateikiami Belgorodo srities molių gebėjimo sugerti jonus Pb(II) ir Cu(II) iš vandens ir buferinių dirvožemio ekstraktų tyrimo rezultatai. Eksperimento metu nustatomas optimalus molio: grunto santykis, efektyviausiai išvalantis nuo sunkiųjų metalų.

Raktažodžiai: molio sorbentai, dirvožemis, sorbcijos aktyvumas, montmorilonitas, sunkieji metalai.

Blogėjančios aplinkos sąlygos neigiamai veikia dirvožemį – dėl taršos sumažėja derlius, pasireiškia toksinis poveikis.

Dėl dirvožemio savaiminio apsivalymo kenksmingos medžiagos palaipsniui pašalinamos, tačiau šis procesas užtrunka gana ilgai, be to, taršos procesų greitis technogeninėje aplinkoje gerokai viršija savaiminio apsivalymo procesų greitį.

Todėl aktyviai naudojami dirbtinio dirvožemio valymo metodai.

Dirvožemiui išvalyti nuo taršos sukurti įvairūs technologiniai metodai, nuolat diegiami nauji. Visų pirma, norint išvalyti dirvožemį, reikia naudoti ekologiškiausius ir saugiausius metodus, nepamirštant efektyvumo ir finansinių išlaidų.

Dirvožemio valymo būdai

Jei atsižvelgsime į užteršto dirvožemio valymo būdus, pagal veikimo principą galime juos suskirstyti į šias kategorijas:

• cheminio valymo būdai.
• fizinio valymo būdai.
• biologiniai valymo metodai.

Fizikiniai dirvožemio valymo metodai

1) Elektrocheminis valymas.

Naudojamas chloro turintiems angliavandeniliams, įvairiems naftos produktams, fenoliams pašalinti iš dirvožemio. Kuo grindžiamas elektrocheminis valymo metodas? Judant elektros srovė per gruntą atliekama vandens elektrolizė, elektrokoaguliacija, elektrocheminės oksidacijos ir elektroflotacijos reakcijos. Fenolio oksidacijos laipsnis yra nuo 70 iki 90 procentų.

Kokybiškas dirvožemio dezinfekcijos lygis elektrocheminio valymo metu artėja prie šimto procentų (minimalus skaičius yra 95%). Metodas leidžia iš dirvožemio pašalinti ir tokius kenksmingus elementus kaip gyvsidabris, švinas, arsenas, kadmis, cianidai ir kt.

Metodo trūkumai yra gana didelė kaina (100–250 USD už 1 m³ dirvožemio).

2) Elektrokinetinis valymas.

Jis naudojamas dirvožemiui išvalyti nuo cianidų, naftos ir naftos darinių, sunkiųjų metalų, cianidų, organinių chlorido elementų. Dirvožemio tipai, kuriems galima sėkmingai pritaikyti elektrokinetinį valymą, yra molingi ir priemoliai, iš dalies arba visiškai prisotinti drėgmės.

Ši technologija pagrįsta procesų, tokių kaip elektroforezė ir elektroosmozė, naudojimu. Kontrolės ir poveikio dirvožemio valymo procesams lygis yra gana aukštas. Metodas reikalauja naudoti cheminius reagentus arba paviršinio aktyvumo medžiagų tirpalus.

Elektrokinetinio grunto valymo efektyvumas siekia nuo 80 iki 99 proc. Kaina yra šiek tiek mažesnė nei naudojant elektrocheminį valymą (100–170 USD už 1 m³ dirvožemio).

Cheminiai dirvožemio valymo metodai

1) Skalbimo būdas.

Dirvožemio cheminio valymo technologijose naudojami paviršinio aktyvumo tirpalai arba stipriai oksiduojančios medžiagos (aktyvusis deguonis ir chloras, šarminiai tirpalai). Iš esmės šis metodas naudojamas dirvožemiui išvalyti nuo aliejaus. Skalbimo metodo efektyvumas siekia iki 99%.

Išvalius dirvą, ją galima rekultivuoti.

Iš cheminių dirvožemio valymo metodų minusų galima pastebėti ilgą laiką (vidutiniškai 1-4 metus) ir didelį užteršto vandens kiekį, kurį taip pat reikia išvalyti prieš patenkant į aplinką.

Biologiniai dirvožemio valymo metodai

1) Fitoekstrakcija.

Kenksmingomis medžiagomis užteršto dirvožemio valymo fitoekstrakcija technologija – tam tikrų rūšių augalų auginimas užterštose dirvožemio vietose.

Fitoekstrakcija rodo gražių rezultatų valant dirvą nuo vario, cinko ir nikelio junginių, taip pat kobalto, švino, mangano, cinko ir chromo. Norint pašalinti didžiąją dalį šių elementų iš dirvožemio, būtina numatyti kelis augalų pasėlių ciklus.

Pasibaigus fitoekstrakcijos procesui, augalus reikia nuimti ir sudeginti. Pelenai, susidarę po deginimo, laikomi pavojingomis atliekomis ir turi būti šalinami.

Kitas biologinis metodas – tikslingas specifinės dirvožemio mikrofloros, dalyvaujančios naftos skaidyme, aktyvumo didinimas. Taip pat priimtina į dirvą įterpti tam tikrų mikrobų kultūrų.

Dėl to susidaro palankios sąlygos mikroorganizmams, kurie naudoja naftos produktus ir naftą.
Nemažiau nei įdomus straipsnis taip pat galima rasti mūsų svetainėje (perskaityta 7 746 kartus)