Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Методы очистки почв от загрязнений нефтепродуктами.

30. Больному Д, 37 лет после обследования врач поставил диагноз: хронический генерализованный пародонтит тяжелой степени тяжести при глубине пародонтальных костных карманов более 4мм, деструкции межальвеолярных перегородок до 2/3 их высоты, подвижности зубов II-III степени.

Какой хирургический метод наиболее целесообразен в данной ситуации?

1) простая гингивэктомия

2) радикальная гингивэктомия

3) гингивотомия

4) остеогингивопластика

5) кюретаж

 

Методы очистки почв от загрязнений нефтепродуктами.

 

 

Нефть - маслянистая жидкость, представляющая собой сложный природный раствор органических соединений, в основном углеводородов. В углеводородах растворены высокомолекулярные смолисто-асфальтеновые вещества, а также низкомолекулярные кислород-, азот- и серусодержащие органические соединения. Кроме того, в нефти растворены и некоторые неорганические вещества: вода, соли, сероводород, соединения металлов и других элементов.

В составе нефти различают следующие классы углеводородов:

алифатические (метановые);

циклические насыщенные (нафтеновые);

циклические ненасыщенные (ароматические).

Имеются также смешанные (гибридные) углеводороды: метано-нафтеновые, нафтеново-ароматические.

Среди метановых углеводородов в нефти имеются газообразные, жидкие и твердые. Газообразные (метан, этан, бутан и др.) растворены в жидких углеводородах и выделяются при изменении давления. Твердые высокомолекулярные углеводороды (парафины) также находятся в растворенном состоянии. Их попадание в почву особенно опасно, так как, имея низкую температуру застывания, парафины прочно закупоривают все каналы, по которым происходит обмен веществ между почвой и растением, почвой и атмосферой.

Нефть с преобладанием метановых углеводородов относится к метановому типу. Среди ее разновидностей выделяется высокопарафинистая нефть (содержание парафина более 6 %), парафинистая (1,5-6,0 %) и малопарафинистая (менее 1,5 %).

Нафтеновые углеводороды присутствуют во всех типах нефти, но нефть с преобладанием этого класса углеводородов встречается редко. Среди ароматических углеводородов преобладают низкомолекулярные структуры (бензол, толуол, ксилол, нафталины). В подчиненном количестве имеются гомологи 3-6-кольчатых углеводородов (полициклические ароматические углеводороды - ПАУ). В некоторых разновидностях нефти ПАУ содержат значительное количество 3,4-бенз(а)пирена и других канцерогенных углеводородов.

Высокомолекулярные ароматические структуры, содержащие также кислород, серу, азот, представляют смолы и асфальтены. Смолы - вязкие вещества, асфальтены - твердые. Те и другие растворены в жидких углеводородах. Высокое содержание смол и асфальтенов в нефти определяет увеличение ее удельного веса и вязкости. Такие нефти малоподвижны, но могут создать устойчивый очаг загрязнения в почве.[23 ]

При хозяйственной деятельности структурных подразделений филиалов ОАО «РЖД» происходит загрязнение земляного полотна железной дороги и прилегающих территорий, а также грунта производственных территорий нефтепродуктами. Причинами этого являются их утечки из цистерн на наливных станциях и во время перевозок из-за неисправности котлов и сливных приборов, попадание смазочных материалов во время заправки букс колесных пар на приемо-отправочных и экипировочных пунктах, попадание масла при экипировке и движении локомотивов и специального подвижного состава, попадание нефтепродуктов на территории баз и хранилищ горюче-смазочных материалов. Загрязнение грунта и почв возможно при аварийных ситуациях в процессе перевозки опасных грузов.

Для обеспечения экологической безопасности железнодорожного транспорта разрабатываются новые технологии, позволяющие исключить возможность загрязнения окружающей среды, а также оборудование для очистки загрязненных грунтов и земляного полотна

 

Обследование мест импактного загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами

 

Потоки нефти и нефтепродуктов в почвах могут быть видимыми и скрытыми (внутрипочвенными). Видимые потоки оконтуриваются визуально. В этих случаях источник загрязнения определяется без затруднений.

Скрытые потоки возникают чаще всего в результате аварий трубопроводов, проходящих на некоторой глубине от поверхности земли. Появление скрытых потоков нефти фиксируется по резкому увеличению содержания нефтепродуктов в грунтовых водах, находящихся поблизости от источника загрязнения, поверхностных водах (реках, ручьях, каналах, озерах, прудах). Внутрипочвенные потоки проявляют себя высачиванием нефти на склонах, стенках канав, кюветов. Скрытое загрязнение может быть зафиксировано по изменению растительного покрова: пожелтению травянистой растительности, засыханию деревьев и кустарников.

Для оконтуривания нефтяного потока по площади и по вертикали и для определения места разлива необходимо определить ландшафтно-геохимическую позицию исследуемого участка [9]:

1) тип элементарного ландшафта (автономный - на плоской возвышенности, трансэлювиальный - на склоне; элювиально-аккумулятивный - в небольших местных понижениях рельефа; транссупераквальный - подножие склона, поймы рек; трансаквальный - реки и другие водотоки);

2) типы геохимических сопряжений в местных ландшафтах, которые определяют характер перемещения вещества: соотношение бокового и вертикального стоков; формы миграции, характер геохимических и физических барьеров, задерживающих нефть на пути движения потока.

При определении типов сопряжении важное значение имеют:

а) глубина просачивания атмосферных вод; б) глубина залегания грунтовых вод [1].

Исходя из данных, перечисленных в пунктах I, II закладывается серия почвенных разрезов (или ручных скважин). Количество разрезов зависит от сложности ландшафтной геохимической обстановки и нефтяного потока.

Почвенные разрезы (скважины) объединяются в систему профилей, протягивающихся в направлении движения поверхностного стока от места разлива до места промежуточной или конечной аккумуляции. Минимальное количество профилей - 3, минимальное количество разрезов - 12 (по 3 на каждом профиле и 3 фоновых по одному на каждый элементарный ландшафт). Если при минимальном количестве разрезов достоверно решить задачу нельзя, закладывается необходимое количество дополнительных разрезов.

Почвенные разрезы разделяются на опорные и "приколки" (опытные образцы почв). Опорные разрезы закладываются вблизи места разлива и на основных элементах ландшафтно-геохимического

профиля. Цель изучения таких разрезов - определить глубину просачивания нефти, наличие внутрипочвенного потока, характер трансформации почвенного профиля.

Разрез закладывается приблизительно следующих размеров:

Ширина короткой стенки 0,8 м, длинной стенки - 1,5 м, глубина 2,0 м (если не вскрыты на меньшей глубине грунтовые воды). Располагается разрез так, чтобы лицевая короткая стенка была освещена солнцем. Почву выбрасывают на длинные боковые стенки: верхние горизонты - в одну сторону, нижние - в другую. На лицевой стенке производят отбор проб и по ней - описание почвы. Стенка зачищается, вдоль нее спускается сантиметр, по которому отмечаются глубины взятия проб и границы почвенных горизонтов. Отбор проб начинают с нижних горизонтов. Образец берется размером 10´10 см, а если мощность горизонта меньше, то на всю мощность.

Пробы берутся с помощью почвенного ножа. После взятия каждой пробы нож очищается от нефтепродуктов тампоном, смоченным в органическом растворителе.

Перед взятием образцов проводится описание ландшафта и почвенных горизонтов (цвет, влажность, структура, плотность, механический состав, новообразования, включения, корневая система, карбонатность).

Если выделение генетических горизонтов почв вызывает затруднение, пробы необходимо отбирать через 20 см, сопровождая их подробным описанием.

"Прикопки" для взятия почвенных образцов отрываются на глубину нижнего фронта движения нефтяного потока в почве, которую можно обычно определить по опорному разрезу.

Нефть и нефтепродукты могут двигаться и длительное время сохраняться на глубинах 0,5-1,0 м и более под относительно плотными и мало загрязненными верхними горизонтами разреза. Поэтому изучение опорных разрезов при контроле загрязнения почв нефтью и нефтепродуктами обязательно.

Вследствие сильного варьирования состава и свойств почвы даже в пределах профиля с лицевой стороны разреза по горизонтали берется 5-8 проб для составления смешанного почвенного образца. Общий вес смешанного образца 0,6-0,8 кг [9

. Одной из наиболее эффективных и универсальных технологий является микробиологическая очистка грунтов.

Биологические методы очистки грунтов и почв находят все более широкое применение и в нашей стране, и особенно за рубежом. Они основаны на способности различных групп живых организмов в процессе жизнедеятельности разлагать или аккумулировать в своей биомассе многие загрязнители.

Биологические методы имеют ряд преимуществ, в первую очередь — это экологическая чистота и безопасность, а также минимальное нарушение физического и химического состава очищаемых объектов. Большинство технологий биологической очистки являются дешевыми и не очень трудоемкими. Их эффективность высока при низких концентрациях нефтепродуктов, когда большинство других методов уже не работает.

Биологическая очистка чаще всего используется для удаления органических загрязнителей, азотных и фосфорных соединений. Биологические методы очистки можно подразделить на: 1) методы микробиодеградации загрязнителей; 2) методы биопоглощения и перераспределения загрязнителей.

Методы микробиодеградации основаны на деструкции загрязнителей различными видами микроорганизмов. Эффект достигается за счет активизации аборигенной микрофлоры или внесения в грунт определенных культур микроорганизмов, а также всевозможных комплексных препаратов. В результате этого микроорганизмы начинают активно поглощать загрязнитель и вызывать его деструкцию. Активизация биодеградации в нефтезагрязненных почвах и грунтовых водах достигается внесением минеральных удобрений. Ускоряют биодеградацию нефти целлюлозосодержащие отходы — солома, опилки. Эффективно внесение опилок со стимуляторами разложения нефти.

Методы внесения культур микроорганизмов применяются в тех случаях, когда необходимая аборигенная микрофлора отсутствует. Они могут применяться при массированном и аварийном загрязнениях, в сложных условиях, при отсутствии развитого естественного биоценоза. Достоинством этих методов является их селективность и возможность выведения штаммов микроорганизмов, разрушающих сложные токсичные соединения.

Методы биопоглощения загрязнителей основаны на способности различных организмов, прежде всего растений, поглощать всевозможные токсичные компоненты из почв и грунтов, накапливать их в своих тканях и тем самым очищать почвы. Например, посев на нефтезагрязненной почве бобов и злаковых трав способствует ускорению биодеградации нефти. С этой целью также могут выращиваться сорго, кормовой горох, люцерна, донник, вика, ячмень, овес.

После этого растения выкашиваются и перерабатываются с целью концентрирования и утилизации накопившихся в них загрязнителей. Недостатком метода биопоглощения является необходимость последующей утилизации загрязнителей, накопившихся в растениях, в тех или иных биопоглотителях.

Значительно реже используется биоаккумуляция загрязнителей у животных, хотя представители животного мира также концентрируют в себе определенные элементы и вещества. Например, моллюски, кораллы, фораминиферы концентрируют кальций, радиолярии — кремний, ракообразные и паукообразные — медь и т. д. Заглатывая нефтезагрязненную почву, дождевые черви делают нефть более доступной для микроорганизмов и ускоряют ее биодеградацию.

Методы биопоглощения загрязнителей весьма многочисленны и обладают специфическими преимуществами перед другими способами, в частности селективностью [22].

Технологии микробиологического обезвреживания органических экотоксикантов основаны на активации аборигенной микрофлоры или внесении в грунт культур определенных микроорганизмов и создании оптимальной среды для их развития.

Простейшими способами активации микрофлоры являются механические рыхление, вспашка, дискование. Необходимым условием размножения микроорганизмов является создание оптимального температурного диапазона. Для ускорения миграции микроорганизмов в последние годы используют электрокинетическую активацию биодеградации. Ультразвук также способствует ускорению биодеградации экотоксикантов. Другим широко распространенным способом биоактивизации является улучшение аэрации почвы за счет добавок воздуха (продувка почв воздухом под различным давлением). Часто методы продувки воздухом сочетаются с введением питательных веществ.

Необходимым условием биодеградации нефтяных загрязнений является внесение минеральных удобрений. Идеальной для биоразложения является нейтральная среда. Для нейтрализации щелочных грунтов вносят гипс, для нейтрализации кислых грунтов — известь. Одним из методов, обеспечивающих диспергирование нефтяных загрязнений и улучшающих контакт с микроорганизмами, является внесение поверхностно-активных веществ (ПАВ). Сочетание применения ПАВ с внесением минеральных удобрений ускоряет биодеструкцию. Внесение культур микроорганизмов используется только при аварийных загрязнениях или при отсутствии развитого естественного биоценоза. Однако иногда происходит вырождение микроорганизмов до достижения требуемого уровня очистки. Их применение также может нарушать естественные биоценозы. Обычно для очистки используют сообщества бактерий Bacterium, Actinomyces, Artrobactes, Thiobacterium, desullfotomasilium Pseudomons, Hydiomonas, Bacillus и другие, а также низшие формы грибов.

В России для очистки почв от нефтепродуктов используют бактериальные препараты «Деворойл», «Олеоворин», «Путидойл», «Сойлекс», «Фаерзайн», Суперкомпост «ПИКСА» и др.

Биопрепараты содержат в своем составе удобрения и микроорганизмы, выделенные из природных биоценозов, обладающие повышенной окислительной способностью по отношению к нефти, прошедшие адаптацию в естественных условиях.

Используют либо один штамм, либо смесь штаммов углеводородоокисляющих бактерий, в основном аэробов. Эти бактерии эффективны при температуре 15...28 °C и требуют минеральной подкормки (азот, фосфор), увлажнения, рыхления.

Препараты эффективно окисляют нефтепродукты, ароматические углеводороды в температурном диапазоне от –5 до +45 °C при значительных начальных концентрациях загрязнений в грунтах.

Препарат «Деворойл» получен на основе сообщества микроорганизмов дрожжей и бактерий, растущих на углеводородах различных классов и их производных, устойчивых к повышенной солености (до 150 г/л NaCl), к резким колебаниям температуры (от –5 до +40°С), с активностью в широком диапазоне рН (от 4,5 до 9,5), а также добавок, активизирующих процесс биодеструкции нефти, при интенсивности загрязнения почвы нефтью более 5 %. Высокая эффективность применения «Деворойла», по данным разработчиков, определяется тем, что в состав препарата входят лиофильные и гидрофильные микроорганизмы: бактерии, окисляющие нефтяные алканы и ароматические соединения, в частности фенол, крезол и пирокатехин; дрожжи, характеризующиеся высокой нефтеокисляющей активностью и способные выделять в среду аминокислоты, витамины и поверхностно-активные вещества. Выгодным отличием этого препарата от ряда других является его способность работать и на границе контакта с углеводородами, и непосредственно в толще нефтяного слоя. Используемые другими представителями почвенного биоценоза продукты жизнедеятельности бактерий и сами клетки отмирающих бактерий легко усваиваются сапрофитной микрофлорой биоценоза.

Основу препарата «Олеоворин» составляет штамм микроорганизмов Acinetobacter oleovorum, являющихся аэробами, выделенными из природных биоценозов. Штамм непатогенен, нетоксичен. Имеющиеся материалы по исследованию окислительной активности препарата по отношению к углеводородам нефти свидетельствуют о его достаточно высокой эффективности. Степень очистки за 2...3 месяца составляет 75...80 % [23].

Препарат «Путидойл» эффективно (на 90 %) очищает грунты от фенолсодержащих осадков шпалопропиточных заводов, а также проявляет нефтеокисляющую способность при среднесуточной температуре более +10 °C.

Бактериальный препарат «Сойлекс» обладает широким спектром применения: рН = 4,5...8,5, температура 10...42 °C. Через 20 дней грунт, содержащий до 1 % нефти, очищается на 90 %.

При поверхностном нефтяном загрязнении можно использовать препарат «Фаерзайн», содержащий ферменты, активизирующие микрофлору. Мощность слоя обработки без выемки грунта — 30...40 см, срок очистки — около четырех недель. Препарат вносится с помощью брандспойта из машины, желательна обработка грунта рыхлением. Используют «Фаерзайн» также для очистки вод и донных осадков [22].

Производство органического удобрения Суперкомпост «ПИКСА» (СК «ПИКСА») основано на процессе биологического разложения (компостировании) органических отходов агропромышленного комплекса (навоз крупного рогатого скота, свежий птичий помет), продуктов переработки древесины (опилки) с добавлением или без добавления природных ископаемых (торф, сапропель) с обязательным введением специальных биологических, биохимических и органоминеральных добавок.

Процесс компостирования представляет собой сложное взаимодействие между органическим веществом исходных компонентов (субстрата), микроорганизмами, водой и кислородом воздуха. В процессе компостирования принимают участие более 2000 видов бактерий и более 50 видов грибковых культур.

Внесение в загрязненный грунт модификатора СК «ПИКСА» способствует максимальному использованию самоочищающей способности грунтов за счет активизации нефтеокисляющих микроорганизмов. Применение СК «ПИКСА» в системе агротехнических работ позволяет восполнить дефицит органического вещества в почве, улучшить агрофизические свойства корнеобитаемого слоя, активизировать деятельность почвенных микроорганизмов и ускорить минерализацию порубочных и растительных остатков. Наибольший эффект достигается при норме внесения СК «ПИКСА» из расчета 100 г/кг загрязненной почвы. Разработанный способ рекультивации экологически безопасен и обеспечивает 2...4-кратное сокращение сроков восстановления нефтезагрязненных грунтов по сравнению с используемыми микробиологическими технологиями в настоящее время.

Биопрепараты для очистки объектов железнодорожного транспорта от загрязнения нефтепродуктами применяются в соответствии с инструкциями и рекомендациями, прилагаемыми к препаратам-деструкторам.

В настоящее время возможны два подхода к очистке от нефтезагрязнений: на месте и в биореакторах и биомодулях. В первом случае для биоразложения строят полигон площадью несколько гектаров, организуют аэрацию, периодически вносят минеральные удобрения и перепахивают грунт, во втором — биообезвреживание проводят в специальных реакторах с подогревом, куда перевозят замазученные почвогрунты, осадки и нефтешламы. Процесс разложения нефтепродуктов бактериальными препаратами — медленный: в условиях полигона — три летних месяца, в реакторах — 7 и более дней. Степень очистки грунта от нефтепродуктов — 80...90 %.

Для условий России, где средняя температура не превышает 5...6 °C, биообезвреживание грунтов открытым способом малоэффективно, и очистить грунт до норматива за летний период на широте выше положения г. Москвы не удается. Для низких средних температур разрабатываются закрытые биореакторы изотермического типа. Такие реакторы могут работать круглогодично за счет поддержания оптимальных температурных условий, необходимых для размножения микроорганизмов и биоразложения нефтепродуктов.

Конструктивно биореакторы представляют собой камеру, куда подается загрязненный нефтепродуктами грунт и внутри которой осуществляется перемешивание грунта и периодическая дозированная подача воды, удобрений и микрофлоры. Перед загрузкой в биореактор грунт измельчается с помощью культиватора, так как чем меньше размер частиц грунта, тем выше диффузия экотоксикантов к микроорганизмам.

Технология биообезвреживания состоит из следующих стадий:

1) вырезка загрязненного грунта;

2) доставка загрязненного грунта к месту размещения биореактора;

3) выгрузка загрязненного грунта из кузова автомашины в приемный бункер;

4) дозированная подача грунта в культиватор;

5) измельчение грунта культиватором;

6) сепарация крупных камней и снежных глыб;

7) прогрев измельченного грунта перед подачей в реактор в холодное время года;

8) подача измельченного грунта в биореактор;

9) процесс биоразложения нефтепродуктов микроорганизмами;

10) периодическое орошение грунта в биореакторе раствором удобрений и микрофлоры в воде;

11) периодическое перемешивание грунта в биореакторе;

12) проведение анализов проб грунта на содержание нефтепродуктов;

13) выгрузка загрязненного грунта из кузова автомашины в приемный бункер;

14) загрузка кузова автомобиля очищенным грунтом с помощью транспортера (объем выгружаемого очищенного грунта не должен превышать 75 % объема грунта, находящегося в биореакторе).

 

Мобильный вариант технологии биообезвреживания разработан для ликвидации экологических последствий, связанных с разливами нефти, нефтепродуктов и опасных жидких грузов на перегонах железных дорог, а также на близлежащих железнодорожных станциях, в местах пересечения нефтепроводов с железнодорожными путями и на нефтеперерабатывающих заводах и нефтебазах. Принципиальная технологическая схема мобильной установки, размещенной на железнодорожной платформе, приведена на рисунке. Установка состоит из модулей и размещается на платформе.

 

 

Схема № 1 размещенного на железнодорожной платформе мобильного реактора микробиологического обезвреживания грунта, загрязненного нефтепродуктами:

1 — приемный бункер с подогревом; 2 —культиватор-измельчитель;

3 — биореактор; 4 — плуг; 5 — направляющая балка; 6 — платформа;

7 — смеситель-дозатор; 8 — воздуходувка-нагреватель

 

 

Приемный бункер 1 предназначен для хранения и первичного подогрева загрязненного грунта в герметичных условиях. Культиватор-измельчитель 2 используется для измельчения грунта до размера 2...3 мм и подачи подогретого грунта в реактор. Биореактор 3 обеспечивает биообезвреживание грунта. Плуг 4 применяется в технологии для рыхления грунта и увеличения аэрации. Направляющая балка 5 используется для подвешивания плуга и его равномерного перемещения вдоль биореактора. Транспортер 6 применяется в технологии для выгрузки очищенного грунта из биореактора. Электрощит 7 — для управления работой биореактора в автоматическом режиме; смеситель-дозатор 8 — для получения раствора удобрений и микрофлоры в воде и орошения этим раствором грунта; воздуходувка-нагреватель 9 — для подогрева воздуха и создания оптимальных температурных условий в биореакторе. Воздуходувка работает в замкнутом режиме с однократной сменой воздуха в биореакторе в сутки.

Очистка загрязненных нефтью почв с использованием химических реагентов серии n-clean 10

Реагент n-clean 10 представляет собой комплекс неионогенных поверхностно-активных веществ, специально разработанный для очистки загрязненных нефтью почв, удаления нефтешламов и разливов нефти. Реагент n-clean 10 полностью биоразлагаемый и

Ликвидация утечки топлива в бетонной яме на нефтепроводе с помощью 3-х процентного раствора n-clean 10

неопасный для окружающей среды.

Ликвидация утечки топлива в бетонной яме на нефтепроводе с помощью 3-х процентного раствора n-clean 10

Технология очистка загрязненных нефтью почв при помощи реагента n-clean 10 не уступает биологической очистке по эффективности, экономичности и простоте и отличается универсальностью и быстротой достижения результата.

Раствор реагента обволакивает частицы нефти, отделяет их от почвы и суспензирует их в воде. После нескольких чесов отстаивания суспензия под действием реагента расслаивается на

Раствора n-clean 10 эффективно нейтрализует разливы нефтепродуктов, чистит замазученное промышленное оборудование нефть, воду и твердый неорганические частицы.

Раствора n-clean 10 эффективно нейтрализует разливы нефтепродуктов, чистит замазученное промышленное оборудованиеБлагодаря этим свойствам реагент хорошо

подходит для очистки от нефти грунта, песка, шлама в бетонированных отстойниках, подземных резервуарах и других хранилищах, где суспензированную в воде нефть можно откачать и отправить на рекуперацию/утилизацию.

Реагент n-clean 10 стимулирует уже имеющиеся в почве микроорганизмы, которые разрушают частицы нефти. Благодаря этому свойству реагент эффективно используется для ускоренной биоремедиации почв с различными свойствами и в различных природных условиях.

 

Разлив нефти № 1 Разлив нефти № 2

рис2 рис3

На первом этапе очистки свободную нефть откачали вакуум-бочкой. Затем слой загрязненной почвы глубиной 50 см вскопали и перемешали экскаватором и залили 3-х процентным раствором реагента n-clean 10

 

Через 3 месяца после разлива Через 12 месяцев после разлива

рис4 рис5

 

 

Очистка почвы, загрязненной нефтепродуктами.

Наиболее распространенными загрязнениями окружающей природной среды, объектов железнодорожного транспорта является нефть и продукты переработки нефти. Нефть является экологически опасным веществом, которое при попадании в окружающую среду (грунт, почву, водоемы) угнетает важные жизненные процессы, подавляя или заставляя их протекать по-другому. Причиной загрязнения земли является производственная деятельность предприятий, а путями загрязнения – разливы нефтепродуктов во время их транспортировки к месту назначения. К числу причин загрязнения следует добавить аварийные разливы нефти и нефтепродуктов из цистерн.

Выбор способов очистки грунтов определяется многими факторами, важнейшими из которых является характер загрязнения земель и нормативные требования к их качеству. В промышленно развитых странах используются два подхода к решению проблемы очистки.

Функциональный способ , заключается в очистке почв до нормативных показателей содержания загрязняющих веществ и обеспечивающий в дальнейшем любое использование очищенной территории.

Селективный способ, при котором степень очистки определяется нормативными требованиями в соответствии с целями дальнейшего землепользования.

Известным способом очистки от нефтезагрязнений является рекультивации земель – рыхление почв для увеличения проникновения кислорода и развития окислительно-восстановительных реакций, внесение органических и минеральных удобрений и посев трав с целью интенсификации природных процессов биохимического очищения.

Биотехнологический способ очистки грунта

Очистка с использованием торфа

Торф обладает высокой сорбционной способностью. Микрофлора торфа обладает сильной деструктивной функцией и не требует значительного адаптацинного периода при загрязнении нефтью. Даже в свежезагрязненном торфе наблюдается 13-кратное увеличение численности углеводородокисляющих бактерий. Рекультивацию нефтезагрязненных почв с использованием торфа проводят поэтапно:

1 этап: Первичная очистка, обваловка и сбор разлитой нефти с помощью торфа.

2 этап: Механическое отделение путем сжатия торфа. Отжатая нефть поступает в нефтеприемники, торф – на приготовление биопрепарата.

3 этап: Приготовление торфяного грунта методом активации нефтеокисляющих микроорганизмов с помощью дополнительно чистого торфа и заранее приготовленной суспензии углеводородокисляющих микроорганизмов (можно и органические добавки).

АПК "Витус" производит и предлагает семена трав, бобовых растений, посев которых, активно используюется как завершающий этап биологической рекультивации загрязненных почв и пораженных участков земли.

Путидойл

В России создан ряд бактериальных препаратов, успешно применяемых для очистки почв от нефтяных загрязнений. К их числу относится "Путидойл", который разработан на основе штамма углеводородокисляющих микроорганизмов. Технология применения заключается в обработке загрязненных участков грунтов раствором препарата вместе с минеральными солями, содержащими азот и фосфор.

Препарат "Путидойл" применялся в арктических условиях на о. Колгуев и на побережье Баренцева моря, где за короткий летний период были полностью очищены участки, загрязненные дизельным топливом. Препаратом за 15 дней был полностью очищен каменистый берег Онежского озера, загрязненный в результате аварии танкера.

Деворойл

Препарат "Деворойл" используется для очистки загрязненных нефтью участков на железнодорожных предприятиях. В состав бак-препарата входит выращенная по специальной технологии ассоциация клеток углеводородокисляющих микроорганизмов и добавки, активизирующие процесс биодеструкции нефти.

Рис 6 Биопрепарат "Деворойл"

 

Биопрепарат "Деворойл" обладает рядом преимуществ перед другими известными способами биологической очистки нефтезагрязненных земель: нетоксичен и непатогенен; обладает высокой активностью окисления углеводородов различных классов и некоторых их производных, включая ароматические углеводороды и канцерогены типа бенз(а)пирен; адаптиро-ван к средам с соленостью до 150 г/л; устойчив к резким колебаниям тем-пературы и значительному химическому загрязнению среды; используется в малых дозах; транспортабелен и удобен в хранении.

Выгодным отличием препарата "Деворойл" от ряда других препаратов является его способность работать как на границе контакта с углеводородами, так и непосредственно в толще нефтяного слоя. Указанное свойство препарата обеспечивает выигрыш во времени, необходимом для нейтрализации загрязнения, что особенно важно при ликвидации аварийных ситуаций.

Продолжительность работ по биологической рекультивации, как правило, составляет 2–3 месяца. Степень очистки зависит от исходной величины загрязнения, вида нефтепродукта, механического состава грунта и создания оптимального водно-воздушного режима и может достигать 95% (при средних показателях 75–80%).

Утилизация отходов сжиганием

Одним из методов удаления нефтяных загрязнений из почвы на месте является их уничтожение путем сжигания. Избыток нефтепродуктов предварительно собирается любым подходящим образом. Этот способ имеет множество отрицательных сторон. При его осуществлении происходит вторичное загрязнение окружающей среды за счет образования продуктов неполного сгорания углеводородов. Наблюдается также выгорание растений, семян, органических составляющих почвы и нарушение биоценоза в целом, поэтому этот метод применим лишь в случае возникновения критической аварийной ситуации, при больших разливах нефтепродуктов, когда создается угроза источникам питьевого водоснабжения и близко расположенным грунтовым водам.

Очистка ультразвуком

Эффективен для очистки грунта от нефтепродуктов ультразвук. Начиная с критического значения звукового давления акустических волн, в жидкости возникает кавитация. При схлопывании кавитационных полостей образующиеся микроструи с линейными скоростями 300-800 м/с срывают с поверхности твердых частиц нефтяные загрязнения. Эффективность очистки может достигать 99,5–99,8%. При кавитационных разрывах жидкости происходит ионизация и активация молекул, стимулирующие окисление и полимеризацию углеводородных молекул.

Захоронение отходов на полигонах

Традиционным является выемка, вывоз и захоронение загрязненных земель в строго отведенных для этого местах – полигонах. Этот метод дешев, но представляется не самым лучшим с точки зрения охраны окружающей среды, поскольку загрязненные нефтью грунты способны сохраняться сотни лет без изменения, являясь, потенциальным источником опасности загрязнения. При создании полигонов следует уделять внимание полной и надежной их изоляции от всех компонентов природной среды.

Физико-химическим способ очистки грунта

К физико-химическим способам очистки грунтов относятся обработка их в устройствах различного типа подогретыми водными растворами в присутствии поверхностно-активных веществ или других химических реагентов, экстракция нефтепродуктов из почв различными растворителями, в том числе вакуумная экстракция и др., к их числу можно отнести также известкование загрязненных нефтью грунтов – обработку грунта негашеной известью в количестве 0,5-5% от массы разлитого нефтепродукта, в результате чего образуется твердый продукт, прочно удерживающий нефтепродукты в виде комплексных соединений.

Электрохимическая обработка загрязненных земель

Методом очистки грунта, не требующим выемки, является электрохимическая обработка. При электрохимическом методе в загрязненную почву погружаются электроды, к которым подводится постоянный электрический ток. Метод основан на том, что большинство почв содержит в порах между частицами то или иное количество водных растворов солей и поэтому обладает электропроводностью. Многие загрязняющие вещества растворяются в почвенной воде и под воздействием электрического поля перемещаются в направлении к электродам, осаждаются на них и затем извлекаются. В зависимости от свойств почвы перемещение загрязняющих веществ может происходить вследствие миграции или электроосмоса, или по обоим механизма одновременно. Основным преимуществом электрохимического метода очистки является его применение для малопроницаемых (глинистых) почв и возможность извлечения самых разнообразных загрязнителей, включая металлы и органические соединения.

Биовентиляция

В США самым распространенным методом очистки загрязненных почв и грунтовых вод является биовентеляция. Сущность его заключается в том, что в загрязненную зону через специальные вертикальные или горизонтальные скважины нагнетается воздух в количестве, достаточном для снабжения кислородом почвенных бактерий, разлагающих органические соединения до СО2 и воды. Под действием потока воздуха жидкие загрязнения вместе с потоком воздуха транспортируются через почву. К моменту достижения ими поверхности большая часть загрязнений успевает разложиться под действием бактерий. Тем самым значительно снижается загрязненность отходящих газов и уменьшаются затраты на его очистку.[24]

Очистка грунта, загрязнённого нефтепродуктами

1.МЕХАНИЗМ ДЕЙСТВИЯ HCZYME

ПРОТОКОЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ HCZYME

HCZyme — это химический агент с многогранными возможностями, усиливающий возможности биовосстановления, в высшей степени эффективный, простой в использовании, недорогой и совершенно не токсичный. HCZyme представляет собой сложную безбактериальную композицию органических веществ, предназначенную для увеличения возможностей биологического восстановления почвы и воды, загрязненных самыми разнообразными нефтепродуктами. HCZyme не содержит ни бактерий, ни созданных с помощью генной инженерии микробов, но скорее стимулирует естественно обитающих в среде бактерий к разрушению этих веществ.Обработка загрязнённого нефтепродуктами грунта раствором HCZyme

Испытания подтвердили, что усиленное продуктом HCZyme биовосстановление почвы, загрязненной нефтяными продуктами, привело к снижению концентраций нефтяных составляющих ниже нормативного уровня. Этот результат был достигнут на многочисленных участках общим весом свыше 2 000 000 тонн загрязненной почвы. Окончательной мерой успеха стало быстрое исчезновение загрязнителей (как тех, против которых процесс очистки был направлен, так и некоторых других) без возникновения токсических побочных продуктов, как последствий биовосстановления, усиленного HCZyme'ом. Грунт, очищенный от нефтепродуктов с помощью HCZyme

Технология использования HCZyme, будучи элегантно простой, с научной точки зрения безупречна и в высшей степени эффективна при низкой стоимости. Она благотворна по отношению к окружающей среде, нетоксична и была одобрена и рекомендована к использованию многими правительственными агентствами США и других стран. Все ингредиенты HCZyme — органического происхождения и легко разрушаются в естественных условиях.

Результаты избранных стендовых и пилотных испытаний, а также результаты использования HCZyme в реальных полевых условиях могут быть направлены по требованию. Следует иметь в виду, что патентованная композиция HCZyme исторически испытывалось под несколькими различными рабочими названиями, включая Bactozyme и FyreZyme. HCZyme одобрен Агентством по Охране Окружающей Среды Соединенных Штатов для включения в Производственное Расписание Национального Плана Действий в Чрезвычайных Ситуациях с 1991 года. Поскольку HCZyme нетоксичен и не содержит бактерий (см. лист данных по безопасности материала), он был утвержден к применению многочисленными общенациональными регулирующими агентствами.

 

Механизм действия HCZYME

Почва и ее сложное микробиологическое сообщество до некоторой степени способны воспринимать и разлагать разнообразные загрязнители на основе нефти, превращая их в нетоксические формы. В природе существуют различные микроскопические формы (т.е. бактерии, дрожжевые грибки, плесневые грибки и т.д.), которые обладают способностью биологического разложения многих нефтепродуктов, вредных для окружающей среды. Эти микробы обладают способностью производить внеклеточные ферменты, приводящие к расщеплению (минерализации) сложных нефтяных соединений, что ведет к трансформации их в источники питания для их роста и размножения самих микробов. Этот процесс продолжается до тех пор, пока все источники питания не будут разложены на двуокись углерода (CO2), воду (H2O) и биомассу (жирные кислоты, которые служат в качестве источников питания других микроорганизмов).

Биологическое разложение сложных смесей на нефтяной основе может совершаться как в богатой кислородом (аэробной), так и в бедной кислородом (анаэробной) среде. Аэробная минерализация загрязнителей происходит гораздо быстрее и более полно, чем анаэробный процесс. Однако в некоторых случаях могут оказаться необходимыми как аэробный, так и анаэробный способы обработки.

В загрязненных нефтепродуктами участках, лишь небольшой процент общей бактериальной популяции способен утилизировать эти смеси в качестве источников пищи для получения энергии и роста. Эта ограниченная бактериальная популяция в сочетании с недостатком стимулирующих факторов является препятствием, ограничивающим действенность обычных проектов биологического восстановления. При использовании же стимуляции продуктом HCZyme микробы, потребляющие в пищу нефтяные продукты, становятся главными в биологической цепи и увеличивают свою численность без какого-либо изменения своих свойств.

Действие продукта HCZyme представляет собой трехступенчатый процесс, направленный на усиление биологического восстановления грунта.

На первой стадии естественно обитающие в почве бактериальные популяции в богатом нефтью окружении получают стимуляцию благодаря HCZyme стимулятору. В то же самое время содержащиеся в HCZyme биологически усвояемые ферменты (природные катализаторы) расщепляют нефтяные соединения на более удобоваримые фрагменты. Присутствие продуктов расщепления нефтяных соединений стимулирует естественно обитающих в почве бактерии “переключиться” и начать поглощать нефтяные смеси.

На второй стадии обычная, но увеличившаяся в численности, бактериальная популяция подвергается действию естественного отбора. Бактериям, способным к утилизации нефтяных соединений в качестве “источника питания”, как раз и предоставляется такой богатый источник удобоваримых нефтяных соединений для продолжения роста.

На третьей стадии, HCZyme вносится через равные интервалы времени, для того, чтобы непрерывно стимулировать селективный рост бактерий, поглощающих нефтяные продукты, и обеспечить достаточное количество ферментов, расщепляющих нефтяные соединения для последующего усвоения бактериями. Благодаря добавлению HCZyme стимуляторов на этой стадии, нормальное гауссовское убывание бактериальных популяций сходит на нет до тех пор, пока не будет расщеплен весь остающийся запас нефтяных смесей. Когда нефтяные смеси полностью будут ликвидированы, популяция бактерий, поглощающих нефть, быстро убывает до своего естественного уровня в материнской породе. Ниже более подробно описывается, каким образом HCZyme взаимодействует в почве и/или воде, загрязнённой нефтяными смесями, катализируя естественные биохимические реакции.

 

Рост бактерий

Поскольку бактерии способны к утилизации углеводородов нефтяного происхождения как источника энергии, они преимущественно утилизируют простые сахара (глюкозу) с целью быстрого роста и получения энергии. Другие факторы роста, в которых нуждаются некоторые микробы, включают в себя аминокислоты, пурины и пиримидины. HCZyme обеспечивает богатый источник этих простых сахаров, аминокислот и других связанных с ними факторов роста. Когда глюкоза как энергетический источник истощен, те микробы, которые способны к утилизации нефти для своего роста, получают естественное преимущество, и их абсолютная, а также относительная численность возрастает драматически.

Фаза роста микробов характеризуется начальным фазовым запаздыванием, пока развивается фаза ДНК и ферментов. Внеклеточные ферменты, необходимые для расщепления органических молекул, чтобы обеспечить рост микробов, легко доступны в HCZyme, тем самым сокращая фазу запаздывания. Как только основные требования для производства ферментов и ДНК оказываются обеспеченными, почвенные микробы вступают в фазу экспоненциального роста. Во время этой фазы быстрого роста микробы особенно чувствительны к неблагоприятным условиям, и поэтому присутствие HCZyme идет им на пользу. Благодаря непрерывному добавлению свежих питательных веществ, рост микробов поддерживается на протяжении всей фазы экспоненциального роста. Вот почему необходимо вносить HCZyme дозами, так сказать, импульсно, как это описывается ниже, и вот почему так важен постоянный мониторинг содержания кислорода, водного насыщения и активности микробов.

Внесение ферментов

HCZyme обеспечивает богатую смесь внеклеточных ферментов, способных инициализировать и катализировать расщепление широкого спектра разнообразных нефтяных соединений. Внеклеточные ферменты, инициализирующие метаболический (окислительный) процесс, направленный на биологическое разложение нефтяных соединений, производятся некоторыми микробами. На первой стадии такого окисления эти внеклеточные ферменты мгновенно расщепляют два углеродных звена из насыщенных углеводородных цепей, типичных для большинства нефтяных соединений. После этого преобразованная молекула нефти освобождается ферментом, который в свою очередь оказывается свободным, чтобы вступить в реакцию с другими молекулами нефтяного соединения. Эти два углеродных звена, полученные в результате расщепления молекул нефтяного соединения, поглощаются в микробом в ходе его метаболического процесса. Микроб “считывает” происхождение источника питания, и изменяет производство собственного фермента таким образом, чтобы непосредственно сосредоточиться на идентифицированном источнике пищи (в данном случае — на молекулу нефтяного соединения). Это и называется “внесением фермента”. Такое внесение фермента в расширенное сообщество почвенных бактерий приводит в результате к экспоненциальному росту популяции нефтяных бактерий.

Попутный метаболизм и вторичная активность субстрата

Далее, HCZyme интенсифицирует процесс очистки благодаря попутному метаболизму и вторичной активности субстрата. Расщепление в результате вторичного метаболизма происходит в результате того, что соединения других видов оказываются в присутствии высокоэнергетического метаболического поля, созданного HCZyme. Ферменты, выработанные в процессе метаболизма нефтяных соединений, способны изменить органические соединения (речь идёт о любых других соединениях, находящихся в загрязнённом грунте) и преобразовать их в более легко окисляемые и нетоксичные формы, которые затем могут усваиваться и подвергаться химическим превращениям в результате деятельности сообщества почвенных микробов. По мере того, как загрязнение почвы, против которого направлена работа HCZyme, падает ниже некоторой критической концентрации, уменьшается и популяция микробов, а реакция замедляется или полностью прекращается. Этим объясняется, почему большинство операций по биологической очистке почвы от выбросов вредных веществ становятся неэффективными по мере того, как концентрации нефтяных соединений уменьшаются. Поддерживая обильную популяцию микробов источниками углерода и пищи, поставляемыми HCZyme, даже малые остатки нефтяных смесей продолжают подвергаться метаболизму до очень малых концентраций. Это позволяет использовать HCZyme для недорогой и эффективной очистке больших объемов загрязненных почв при низких концентрациях углеводородов.

Мобилизация нефтяных соединений для улучшения деятельности микробов

HCZyme содержит биологически расщепляемые биоэмульгаторы (ПАВ), которые прерывают поверхностное поглощение нефти частицами почвы. Это дает возможность углеводородам более свободно двигаться сквозь поры почвы там, где обитают сообщества менее подвижных микробов. Биоэмульгаторы расщепляют микроскопические комки нефти на более мелкие частицы, тем самым увеличивая площадь поверхности их и усиливая эффективность деятельности микробов. Действие ПАВ, кроме того, позволяет питательным веществам, содержащимся в HCZyme, более свободно перемещаться в порах почвы.

 

Инженерное руководство процессом биовосстановления

При нормальных операциях по восстановлению почв, усиленных применением HCZyme, "волновой фронт" HCZyme с водой продвигается через почву в еженедельном импульсном режиме при аэробных условиях. Вода является критическим фактором для метаболической активности (рост и воспроизводство) сообщества микробов, так же как и гидролиз. Идеальное содержание влаги обычно — от 60 % до 80 % от предельного влагосодержания почвы..

Поскольку большая часть процесса разрушения нефти выполняется бактериями, которые для своего метаболического процесса используют кислород, необходимо убедиться, что кислород доступен в достаточных количествах. В верхних слоях почвы это обеспечивается смешиванием HCZyme с естественно содержащейся водой, водой насыщенных кислородом водоносных пластов и/или разбрызгиваемой водой. В экстренных случаях во вводимый раствор может быть добавлена небольшая доза перекиси водорода.

Если нефтепродукты глубоко проникли в почву и условия анаэробные, может быть введена смесь HCZyme, насыщенной кислородом воды и других источников кислорода. Продвижение HCZyme, воды и кислорода через глубокие слои зоны верхних грунтовых вод и далее зависит от серьезного инженерного изучения для разработки плана применения технологии HCZyme с наибольшей полнотой.

ПРОТОКОЛ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ HCZYME

Один галлон (3,78 литров) концентрата HCZyme достаточно для полной очистки приблизительно шести кубических метров загрязненной нефтью или нефтепродуктами почвы.

Для каждых 6 кубических метров почвы, которая должна быть обработана, один галлон концентрата HCZyme (смешанного с водой) должен быть внесен в пять приемов (1/5 галлона за приём) с интервалом в одну неделю.

Перед внесением в грунт одна часть концентрата HCZyme (5,88 %) должна быть предварительно смешана с 16 частями воды (94,12 %).

Образец почвы, загрязненной нефтяным продуктом, должен сначала быть описан и затем разделен на две части, одна для контроля и другая для обработки. В полномасштабном режиме также рекомендуется оставить небольшую контрольную площадь, для корреляции наблюдений за относительной деградацией. В лаборатории каждый образец должен быть помещен в открытые сверху тестовые лотки с глубиной 15 см.

Рассчитанное количество раствора HCZyme должно быть добавлено к испытуемому образцу и в контрольный образец должно быть добавлено эквивалентное количество воды.

Затем образца должны быть приведены к примерно 20 %-ному влагосодержанию путём добавления воды. Эта процедура должна повторяться ещё четыре раза еженедельно (всего пять доз). В случае ежедневного применения оба образца должны быть перелопачены небольшим скребком для минимизации комкования и обеспечения достаточного количества кислорода в почве. Уровень влаги должен поддерживаться от 20 до 25 процентов в течение всего времени, или на таком уровне, чтобы поддерживать условия влажности без выщелачивания или лужиц воды. В современных полевых условиях должны соблюдаться те же правила, но рыхление почвы может проводиться с меньшей частотой, в зависимости от характеристик почвы.

Перед началом испытаний рекомендуется произвести подсчет бактерий для проверки стерильности почвы. Бактерии в почве уже подвержены воздействию нефтяных углеводородов, что позволит некоторым формам уже акклиматизироваться. Это сокращает время запаздывания для экспоненциального роста (числа) бактерий, когда добавляется HCZyme. Если почва лишена бактерий, пожалуйста, немедленно свяжитесь с нами для получения рекомендаций.

 

 

Пример

Имеется 1.000 кубических метров почвы, загрязненной нефтью. Почва была помещена в облицованную емкость при глубине почвы 0,35 метров. При соотношении один галлон HCZyme на 6 кубических метров, потребуется 167 галлонов HCZyme. Еженедельно в качестве разовой дозы используется 20 % HCZyme (33,4 галлонов), предварительно разбавленного 534 галлонами воды.

Для первого применения 33,4 галлона HCZyme разводится в смесительной цистерне с 534 галлонами воды и затем вводится в обрабатываемый слой достаточно медленно для просачивания через почву. Если грунт плотный, то сначала для увеличения проницаемости проводится рыхление механическим или ручным скребком (граблями). В оставшуюся часть первой недели содержание влаги поддерживается добавлением воды. Дополнительное количество HCZyme не используется. По окончании недели почва может быть перелопачена для увеличения насыщенности кислородом, если это требуется. В каждую последующую неделю вводятся 33,4 галлона HCZyme, растворенные в 534 галлонах воды, при постоянном контроле влагосодержания.

Во многих случаях наиболее быстрым и эффективным по стоимости методом обработки является распределение почвы, загрязненной нефтью, по поверхности слоем в 0,35 метров и обработка при оптимальных аэробных условиях. Однако можно перемещать еженедельный фронт воды и/или воздуха, с примесью HCZyme, через большую массу почвы. В целях максимально возможного распределения HCZyme, воды или кислорода может быть использована сеть перфорированных полихлорвиниловых труб для обработки больших объемов.

HCZyme может использоваться на месте с использованием горизонтальных, вертикальных или тангенциальных вентиляционно-впускных скважин, инъекционных галерей или разбрызгивающих систем. Для существующих в каждой конкретной местности условий должен разрабатываться серьезный инженерный план, с принятием в расчет множества переменных, вовлеченных в процесс продвижения волны HCZyme, воды и кислорода через нефтяной шлейф. В некоторых случаях грунтовая вода, загрязненная нефтью, может быть повторно использована пропусканием через биовосстановительный слой совместно с применением HCZyme, таким образом одновременно производится очистка грунтовой воды. HCZyme использовался совместно с многими другими восстановительными технологиями для усиления эффекта.

 

Рекомендации Изготовителя по Безопасной Работе с HCZyme

 

Таблица № 1 «Информация о продукте»

Торговое наименование: HCZyme
Химическое наименование и синонимы: Enzyme Blend
Формула: Патентованая композиция
D.O.T.* Информация для транспортировки: Безопасная жидкость
D.O.T.* Класс опасности: Безопасен
D.O.T.* Идентификация: N/A

*[D.O.T. — Department of Transportation -Министерство Транспорта)

 

 

Таблица № 2 Физические данные HCZYME

Удельный вес: 1,05 (по отношению к воде)
Точка кипения: 212° F = 100°С
Точка замерзания: 32° F = 0°С
Давление пара: не определялось
Скорость испарения: Такая же, как воды
Растворимость в воде: Полная
Внешний вид и запах: Коричневая жидкость с легким сладковатым запахом

 

Опасные ингредиенты: Отсутствуют

 

Данные о пожаро- и взрывоопасности :Обращаться так же, как с водой

 

 

Таблица №3 Данные о реактивности HCZYME

Устойчивость: Устойчив.Избегать высоких температур, поскольку это нейтрализует энзимы. Избегать веществ с высоким или низким показателем рН (т.е. кислот и щелочей).
Несовместимость Отсутствует. Продукт совместим с чем угодно, не полимеризируется, не создает опасных биологических продуктов. Нет таких особых условий, которых следовало бы избегать.

 

Опасная полимеризация: не происходит.

 

Таблица № 4 Данные об опасности для здоровья

Контакт с глазами: Избегайте контакта с глазами. Если продукт попал в глаза, промойте их водой.
Вдыхание: Опасность отсутствует.
Контакт с кожей: Опасность отсутствует.
Попадание в пищеварительный канал: вызовет легкое слабительное действие.
Неканцерогенен: Условия, которых следует избегать, неизвестны.

 

 

Предосторожности при обращении и использовании

 

Специальные перчатки не требуются.

 

Вентиляция не требуется.

 

Вытяжка воздуха не требуется.

 

Защитная одежда не требуется.

 

Специальное оборудование не требуется.

 

Респираторная защита не требуется.[25]

 

 

Методика ИК спектрометрического определения нефтепродуктов в почве

Предварительную очистку выделенных нефтепродуктов от примесей, мешающих определению соединений,проводят хроматографическими методами (в тонком слое, на бумаге, в колонке).Наиболее точными и универсальными методами являются газо-жидкостная хроматография или инфракрасная спектроскопия.

Предлагаемая методика определения нефтепродуктов в почве основана на экстракции нефтепродуктов изпочвы четыреххлористым углеродом с одновременной очисткой элюатов на окисиалюминия в колонке. Концентрации углеводородов в пробе определяются ИК спектрометрическим методом (ИКС).

ИКС метод основан на измерении интенсивности С-Н-связей: метиленовых - СН2 и метильных - CH3 групп в области 2700-3100 см-1.Количественное определение нефтепродуктов проводят по калибровочным графикам, полученным на основании искусственной смеси углеводородов.

Для определения содержания битумонозных веществ в объектах окружающей среды используется люминесцентный метод, который базируется на пропорциональной зависимости между концентрацией люминесцирующего вещества и интенсивностью люминесценции в области малых концентраций. При этом репрезентативность метода целиком зависит отправильности подбора эталонов.

Чувствительность ИКС метода определения нефтепродуктов в почве составляет 0,02 г/кг воздушно-сухой навески.

 

Реактивы

Алюминий окись (Аl2O3) безводный ч., МРТУ6-09-5296-68. Перед употреблением реактив активируют прокаливанием при t=600±10 °С в течение 4 ч.

Углерод четыреххлористый осч., МРТУ6-09-2666-65. Проверяют чистоту каждой партии на примеси органических соединений (наличие поглощения в области 2700-3100 см-1)относительно четыреххлористого углерода, перегнанного при 76,6±0,2 °С и пропущенного через колонку с активированной окисью алюминия. При наличии примесей реактив перегоняют при 76,6±0,2 °С.

Изооктан (С8Н18)х.ч., ТУ 6П-8-68.

Гексадекан (С16H34) х.ч., МРТУ 6-09-461467.

Бензол (С6Н6)х.ч., ГОСТ 5955-68.

Кальций хлористый ч., ГОСТ4460-66.

Вата, промытая четыреххлористым углеродом.

 

Приборы и посуда:

Аналитические весы (ВЛР-200,АДВ-200 и т.д.).

Инфракрасный спектрометр типаИКС-14, ИР-20, ИКС-2 и т.д.

Неразборные и разборные кюветыс окошками из кристаллов NaCl, стеклянные цилиндры отспектрофотометра СФ-16 или СФ-4) и держатели для соответствующих кювет к ИКспектрометру.

Пробирки стеклянные, ГОСТ ПКСШ14,5-20.

Хроматографическая колонка свнутренним диаметром 0,5-0,8 мм (рис.IV.6.1).

Штатив для колонок (рис. IV.6.2).

Цилиндры мерные объемом 50, 100мл, ГОСТ 8682-70.

Стаканы мерные объемом 50, 100мл, Н-50, Н-100 ТС, ГОСТ 10394-72.

Колбы мерные объемом 100 мл4-100-2, ГОСТ 1770-74.

Пипетки па 1 мл 4-1-1, ГОСТ20292-74.

Пипетки на 5 мл 7-1-5, ГОСТ20292-74.

Сушильный шкаф Т-3.

Аппарат для перегонкирастворителя.

Фарфоровая ступка с пестиком,ГОСТ 9147-73.

Мешки из плотной ткани дляхранения проб.

Сито с диаметром отверстий 0,50мм, ТУ 46-47 885-73.

Электрическая плитка ТУ 92-288-74.

 

Подготовка образцов к анализу

Из почвенных образцов в воздушно-сухом состоянии отбирают посторонние включения. Средние пробы образцов весом 30 г, подлежащие анализу, растирают в фарфоровой ступке и просеивают через сито 0,50 мм. Пробу квартуют и отбирают для анализа две параллельные пробы по 3-5 г. Если в пробе заведомо много нефтепродуктов, берут навеску0,5-1,0 г

Проведение определения

Предварительные указания. На точность определения нефтепродуктов в большой степени влияет чистота посуды и применяемых реактивов. Вся используемая при анализе посуда (воронки, колонки,колбы, мерные стаканы, бюксы) должна быть тщательно вымыта и освобождена от следов жира путем встряхивания с небольшим количеством четыреххлористого углерода. Реактивы и растворитель должны быть очищены и перегнаны.

 

Рис.7 Хроматографическая колонка Рис.8 Штатив для колонок:

1-колонка 1,2-круги для размещения колонок и приемников для

2-ватный тампон экстратоков

3-алюминий окись(А1203) 3-соединительные шпильки

4-почва 4-крепежные болты

5-растворитель 5-основание

Эффективность отделения нефтепродуктов зависит от способа подготовки окиси алюминия.

Экстракция нефтепродуктов и очистка экстрактов. Экстракцию нефтепродуктов из почвенного образца и очистку элюата от примесей полярных углеводородов осуществляют одновременно в хроматографической колонке [24]. Для этого готовят стеклянную колонку (1) (см. рис. 7), помещают в не ватный тампон (2), насыпают навеску сорбента (Аl2О3) (3), смачивают его растворителем ССl4, засыпают навеску пробы (4), сверху заливают тем же растворителем (5). Процесс извлечения осуществляют при комнатной температуре при истечении элюата в приемник (мерный цилиндр или стакан) со скоростью 0,1-0,2мл/мин. По мере прокалывания растворителя его доливают в колонку. Объем элюата ,достаточный для количественного извлечения нефтепродуктов из почв с различным уровнем концентрации, указан в табл.IV.6.1, в которой приводятся оптимальные условия экстракции. Объем элюата при ИКС окончании тщательно замеряют.

Вклад в результаты анализа неконтролируемых факторов осуществляют с помощью постановки "пустого опыта". Для этого в каждой серии анализов ставят колонку, не содержащую пробу почвы, и пропускают 30 мл растворителя, как описано выше.

С целью интенсификации процесса экстракции стеклянные колонки рекомендуется располагать на штативе (рис.8)

Штатив для колонок состоит из двух кругов, жестко скрепленных шпильками. В верхнем вырезаются специальные гнезда для закрепления колонок или просверливаются отверстия, если используются колонки без кранов на конце. Нижний круг предназначен для расположения приемников (мерных цилиндров). Вся система насаживается на ось для свободного вращения. Такого типа штатив может быть рассчитан на 15-20 колонок, что позволяет одновременно анализировать такое же количество проб.

 

Для построения калибровочной кривой в качестве стандартного раствора используют смесь, состоящую из 2,5 мл из ооктана, 5,0 мл н-гексадекана и 2,5 мл бензола; систематическая ошибка при этом не превышает 1,0 %. Полученную смесь растворяют в ССl4, в мерной колбе на 100 мл. Концентрация полученного раствора 77,8±0,8мг/мл (раствор А). Из раствора А готовят два рабочих раствора Б. По 1,0 мл раствора (А) разбавляют в мерных колбах на 25 мл (раствор Б1) и на100 мл (раствор Б2). Растворы Б1 и Б2 содержат3,10±0,03 и 0,80±0,01 мг/мл соответственно и служат основными стандартными растворами. Две серии стандартных растворов с концентрациями 3,10;0,60; 0,40; 0,20 и 0,10 мг/мл готовят последовательным разбавлением соответствующих основных растворов Б1 и Б2четыреххлористым углеродом.

Одну кювету заполняют ССl4, предварительно пропущенным через колонку с окисью алюминия (кювета сравнения), другую — исследуемым раствором.

Измеряют интенсивность поглощения каждого раствора на инфракрасном спектрометре в интервале длин волн2700-3100 см-1.

Измерения проводят вне разборных или разборных кюветах (для концентрации нефтепродуктов ниже 1,0г/кг). Разборные кюветы состоят из двух окошек из кристаллов NaCl (прилагаются к спектрометру) и стеклянного цилиндра длиной 10 мм (прилагается к спектрофотометру СФ-4А(СФ-16)или можно вырезать из тефлона).

Оптическую плотность рассчитывают методом базисной линии. Последнюю проводят как касательную к основанию двух пиков, соответствующих симметричным и асимметричным валентным колебаниям СН2 и СН3 групп, как показано на рис. IV.6.3. Анализ ведут пополосе поглощения асимметричных валентных колебаний метиленовых групп (2926 см-1)либо по сумме оптических плотностей двух или трех длин волн [8].

На регистрирующей ленте указывают дату анализа, маркировку пробы, толщину кюветы и объем элюата.

Оптическую плотность вычисляют по формуле

 

E=lg I0/I, (1)

 

где I0, I - интенсивность падающего и прошедшего через раствор излучения. При анализе нефтепродуктов по одной длине волны I измеряют в максимуме поглощения полосы aS - СН2 n=2926 см-1;

I0 - интенсивность потока в отсутствие поглощения.

Далее строят калибровочные графики, откладывая по оси ординат оптическую плотность, по оси абсцисс -концентрацию нефтепродуктов (мг/мл) в пробе. Вид калибровочного графика изображен на рис.9




<== предыдущая лекция | следующая лекция ==>
Задания в тестовой форме | Загрязнение атмосферного воздуха.

Дата добавления: 2015-09-15; просмотров: 7176. Нарушение авторских прав


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2019 год . (0.065 сек.) русская версия | украинская версия