Способ очистки почв от тяжелых металлов. Как очистить почву от радиации? Очищение почвы


  • Введение
  • 1. Загрязнения воды и почвы

Введение

Чистая вода - это один из трёх китов, на которых покоится наше здоровье и сама жизнь (вода, еда, воздух).

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.

С каждым годом все больше внимания уделяется проблемам, связанным с загрязнением окружающей среды. Наиболее остро данный вопрос стоит перед жителями крупных промышленных городов. Например, в России, как и в других развитых странах мира, наблюдается тенденция снижения продаж жилья в экологически неблагополучных районах городов и увеличение - в ближайшем пригороде и экологически чистых районах. Кроме того, Евразия стоит на первом месте в мире по запасам нефти и обладает разветвленной сетью предприятий для ее переработки и транспортировки, в связи с чем возникает проблема очистки почвы от нефтепродуктов. Наиболее экономически выгодным и безопасным методом является микробиологическая деградация.

очистка вода нефть почва

1. Загрязнения воды и почвы

Во многих странах мира источником питьевой воды является вода, добываемая из поверхностных или подземных источников. К сожалению, большинство этих источников загрязнено различными нефтепродуктами и химическими примесями. На сегодняшний день более 1/3 всех загрязнителей воды приходится на производные бензола и другие углеводороды нефтяного происхождения.

До недавнего времени относительно чистой питьевой водой считались грунтовые воды. Они имеют свойство накапливаться под землей в трещинах, пространствах или пустотах между частицами почвы. Грунтовые воды, залегающие не так глубоко, могут и в самом деле оказаться достаточно чистыми, так как различные почвенные микробы разрушают многие бактерии и отфильтровывают различные примеси. Однако самоочищение почвы происходит только в случае загрязнения органическими отходами, которые могут подвергаться биохимическому окислению микроорганизмами. Наряду с этим в почву могут попадать, постепенно накапливаться, а затем и опускаться в глубокие слои тяжелые металлы и их соли. При глубокой вспашке почвы тяжелые металлы могут вновь попасть в трофическую цепь.

В последние годы в России, как и во многих странах мира, разрабатываются различные способы очищения воды и почвы от загрязнений нефтепродуктами и тяжелыми металлами. В ходе исследований была разработана флотационная установка. Очистка почвы с помощью данной машины проводится в несколько этапов: машина удаляет слой загрязненной почвы и подает на очистку в мобильную установку, куда подаются специальные очищающие ПАВ и на заключительном этапе уже очищенная почва сбрасывается обратно на рельеф. Однако нужно помнить, что лучшим методом очищения почвы и воды от загрязнений остается бережное отношение к этим богатствам природы.

2. Очистка воды и почвы от разливов нефти, нефтепродуктов, опасных химических веществ

Разливы нефти и опасных химических веществ, в том числе аммиака являются постоянной проблемой для экологов, властей и подразделений МЧС. Опасными участками являются регионы добычи нефти, переработки нефти и транспортировки (нефтепроводы, порты, железная дорога), хранения нефти и нефтепродуктов, а также предприятия потребители нефтепродуктов и химии. Последние аварии (в Мексиканском заливе, на Амуре, в Венгрии, Саяно-Шушенской ГЭС, Кирове) наглядно показывают необходимость применения недорогих природных сорбентов. Такими сорбентами являются ПРИРОДНЫЕ ЦЕОЛИТЫ - СОКИРНИТЫ. Уникальные СВОЙСТВА ПРИРОДНЫХ ЦЕОЛИТОВ - СОКИРНИТОВ, позволяющие надёжно запирать в своей структуре широкий спектр загрязняющих веществ, их высокая сорбционная и ионообменная ёмкость делают их особенно эффективными при ликвидации аварий.

Загрязнения воды градируются на 4 основных типа:

1. Биологическое

2. тяжелые металлы;

3. органические соединения

продукты распада живой материи (гуминовые кислоты, хлорофилл, аминокислоты) и их производные, индустриальная органика, пестициды. Все это содержит углерод;

4. неорганические соединения

металлы, нитриты (NO2), нитраты (NO3), хлориды (Cl), фториды (F), цианиды (CN), сульфаты (SO4), хлор остаточный, калий (К), кальций (Са), магний (Мg), фосфор (Р) и другие, менее распространенные соединения.

Существует несколько основных способов применения. При очистке воды или локализации нефтяных пятен используются три метода:

1. Ограждение пятен заградительными бонами с подвешенными к ним сетками с ПРИРОДНЫМИ ЦЕОЛИТАМИ фракции 1-4 мм. В этом случае боны не только огораживают очаг загрязнения, но и сорбируют нефть и нефтепродукты.

2. Использование ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА - СОКИРНИТА фракции 1-4 мм в качестве фильтрующей загрузки на станциях очистки воды.

3. Распыление мелкодисперсной (0-0,14 мм) фракции ПРИРОДНОГО ЦЕОЛИТА по поверхности воды. В этом случае СОКИРНИТ впитывает в себя загрязнение и со временем осаждается на дно водоёма. ПРИРОДНЫЙ ЦЕОЛИТ надёжно "запирает" загрязнение и предотвращает его распространение.

3 . Способы очистки воды от нефтепродуктов .

Нефтепродукты являются распространенными источниками загрязнения воды на земли. По данным ЮНЕСКО нефтепродукты относятся к числу наиболее опасных загрязнителей окружающей среды.

В настоящее время тот или иной метод, применяемый для очистки воды от нефтепродуктов, подбирается в зависимости от степени загрязнения и типа загрязнителя сточных вод.

Методы очистки воды подразделяют на следующие группы:

Механический метод очистки воды от нефтепродуктов.

Сущность метода состоит в фильтрации воды в несколько этапов и отстаивании её в специальных устройствах. К таким устройствам относят сепараторы нефтепродуктов, которые широко применяются на станциях АЗС, СТО, автомойках, паркингах. В качестве фильтров в таких системах очистки используют специальные материалы, имеющие пористую структуру. При прохождении воды через поры молекулы воды имеющие меньшие размеры не задерживаются в отличие от молекул нефти, керосина, мазута и т.п. Применяя только механическую очистку можно удалить из воды лишь 60-65% нефтепродуктов, поэтому такой метод является подготовительным этапом в последующих процессах очистки воды.

Химический метод очистки воды от нефтепродуктов.

Данный метод очистки заключается в том, что в воду добавляются специальные химические реагенты, которые, контактируя с нефтепродуктами, вступают с ними в химическую реакцию при контакте их с нефтепродуктами. В результате нефтепродукты осаждаются в виде нерастворимых осадков. В качестве реагентов чаще всего используют поверхностно-активные вещества и водонефтяные эмульсии. Также используют специальные адсорбенты такие как оксид алюминия. Такой способ очистки обеспечивает высокую степень удаления нефтепродуктов (до 98 %).

Биологический метод очистки воды от нефтепродуктов.

Этот метод является наиболее передовым в настоящее время. Он основан на использовании специальных микроорганизмов, использующих нефть в качестве основного источника питания. Существуют сотни видов микроорганизмов (грибы, дрожжи, бактерии), которые способны перерабатывать сложные углеводородные соединения, из которых состоят нефтепродукты. В результате биологической очистки воды происходит окисление углеводородов нефти, после чего остаются легко разлагающиеся вещества и нетоксичные продукты разложения нефти. Данный метод позволяет достигнуть высокой степени очистки воды.

Что качается очистки почв и твёрдых поверхностей, то здесь также существует три способа:

1. Для сбора нефти и опасной химии с поверхностей достаточно внести цеолит на поражённый участок и через некоторое время собрать его и утилизировать. В случае с нефтью и нефтепродуктами его можно просто выжечь и использовать повторно.

2. При восстановлении почв имеющих незначительный уровень загрязнения можно внести цеолит на поражённую почву обычными разбрасывателями минеральных удобрений, после чего провести культивацию и засеять любой непродовольственной культурой. Цеолит "вытянет" на себя загрязнение из почвы, надёжно свяжет, предотвратит дальнейшее распространение (в том числе в подземные воды). Таким образом за один-два сезона почва будет восстановлена.

3. В случае больших концентраций загрязнителей для восстановления почв могут применяться ПРИРОДНЫЕ ЦЕОЛИТЫ насыщенные бактериями - нефтедеструкторами.

Подобные документы

    Физико-химическая характеристика питьевой воды. Гигиенические требования к качеству питьевой воды. Обзор источников загрязнения воды. Качество питьевой воды в Тюменской области. Значение воды в жизни человека. Влияние водных ресурсов на здоровье человека.

    курсовая работа , добавлен 07.05.2014

    Санитарно-гигиеническое значение воды. Характеристика технологических процессов очистки сточных вод. Загрязнение поверхностных вод. Сточные воды и санитарные условия их спуска. Виды их очистки. Органолептические и гидрохимические показатели речной воды.

    дипломная работа , добавлен 10.06.2010

    Гидрологический и гидрохимический режим поверхностных водотоков. Организация водоснабжения района. Общая технологическая схема очистки питьевой воды. Химические и физические процессы, происходящие при этом. Методы обработки воды для улучшения ее качества.

    курсовая работа , добавлен 24.10.2014

    Подземные воды как часть геологической среды. Практическое значение подземных вод. Характеристика техногенного воздействия на подземные воды (загрязнение подземных вод). Вода в промышленности, охрана источников питьевого водоснабжения от загрязнения.

    презентация , добавлен 18.06.2012

    Свойства воды и ее роль в жизни человека. Питьевой режим и баланс воды в организме. Влияние водных ресурсов на здоровье. Основные источники загрязнения питьевой воды. Этапы водоподготовки, гарантирующие ее качество: характеристика способов ее очистки.

    контрольная работа , добавлен 14.01.2016

    Основание существования биосферы и человека на использовании воды. Химические, биологические и физические загрязнители воды. Факторы, обуславливающие процессы загрязнения поверхностных вод. Характеристика показателей качества воды, методы ее очистки.

    курсовая работа , добавлен 12.12.2012

    Качество питьевой воды, доступ к чистой воде городского и сельского населения. Основные пути и источники загрязнения гидросферы, поверхностных и подземных вод. Проникновение загрязняющих веществ в круговорот воды. Методы и способы очистки сточных вод.

    презентация , добавлен 18.05.2010

    реферат , добавлен 28.11.2011

    Химическое загрязнение природных вод. Глинистые минералы и их классификация. Основные виды загрязнений поверхностных водоисточников. Способы очистки, опреснение водоемов. Очистка воды с использованием сорбционного метода. Окислительный метод очистки воды.

    курсовая работа , добавлен 15.12.2013

    Роль питьевой воды для здоровья населения. Соответствие органолептических, химических, микробиологических и радиологических показателей воды требованиям государственных стандартов Украины и санитарного законодательства. Контроль качества питьевой воды.

Ухудшающиеся экологические условия оказывают негативное влияние на почву — вследствие загрязнения снижается урожайность и проявляется токсичный эффект.

Благодаря самоочищению почвы происходит постепенное удаление вредных веществ, однако этот процесс занимает достаточно длительное время, а кроме того, скорость процессов загрязнения в техногенной среде ощутимо превышает скорость процессов самоочищения.

Поэтому активно применяются методы искусственного очищения почвы.

Для очистки почвы от загрязнения разработаны различные технологические методы, и регулярно внедряются новые. В первую очередь следует использовать для очистки почвы наиболее экологические и безопасные способы, не забывая про эффективность и финансовые затраты.

Методы очистки почвы

Если рассматривать способы очистки загрязненной почвы, то можно разделить их по принципу действия на следующие категории:

  • химические методы очистки.
  • физические методы очистки.
  • биологические методы очистки.

Физические методы очистки почвы

1) Электрохимическая очистка.

Применяется для удаления из почвы хлорсодержащих углеводородов, различных нефтепродуктов, фенолов. На чем основана работа метода электрохимической очистки? В процессе движения электрического тока сквозь почву осуществляется электролиз воды, электрокоагуляция, реакции электрохимического окисления и электрофлотации. Степень окисления фенола находится в пределах от 70 до 90 процентов.

Качественный уровень обеззараживания почвы при электрохимической очистке приближается к ста процентам (минимальный показатель — 95%). Метод позволяет удалять из почвы также такие вредные элементы как ртуть, свинец, мышьяк, кадмий, цианиды и др.

К минусам метода можно отнести достаточно высокую стоимость (100-250$ за 1 м³ почвы).

2) Электрокинетическая очистка.

Используется для очищения почвы от цианидов, нефти и производных нефти, тяжелых металлов, цианидов, хлористых органических элементов. Типы почв, к которым может успешно применяться электрокинетическая очистка — глинистые и суглинистые, насыщенные влагой частично или полностью.

Технология основана на применении таких процессов как электрофорез и электроосмос. Уровень контроля и воздействия на процессы очищения почвы достаточно высокий. Для использования метода требуется применение химических реактивов или растворов поверхностно-активных веществ.

Эффективность электрокинетической очистки почвы составляет от 80 до 99 процентов. Стоимость несколько ниже чем при электрохимической очистке (100-170$ за 1 м³ почвы).

Химические методы очистки почвы

1) Метод промывки.

Технологии химической очистки почвы подразумевают использование растворов поверхностно-активных веществ или сильные окислители (активный кислород и хлор, щелочные растворы). В основном метод применяется с целью очистки почвы от нефти. Эффективность при методе промывки составляет до 99%.

После того как почва очищена, можно проводить ее рекультивацию.

Из минусов химических методов очистки почвы можно отметить длительные сроки (1-4 года в среднем) и значительное количество загрязненной воды, которую тоже приходится очищать перед выбросом в окружающую среду.

Биологические методы очистки почвы

1) Фитоэкстракция.

Технология очистки засоренных вредными веществами почв методом фитоэкстракции — это выращивание определенных видов растений на загрязненных участках грунта.

Фитоэкстракция демонстрирует хорошие результаты при очистке почвы от медных, цинковых и никелевых соединений, а также кобальта, свинца, марганца, цинка и хрома. Для удаления подавляющего количества указанных элементов из почвы, нужно обеспечить несколько циклов растительных культур.

По окончании процесса фитоэкстракции растения следует собрать и сжечь. Полученный после сжигания пепел считается вредными отходами и подлежит утилизации.

Еще один биологический метод — целенаправленное усиление активности специфической микрофлоры почвы, которая занимается разложением нефти. Также, допустимо добавление определенных микробных культур в почву.

В результате создаются благоприятные условия для микроорганизмов, которые осуществляют утилизацию нефтепродуктов и нефти.
Не менее интересная статья также есть на нашем сайте (прочитано — 7 746 раз)

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.

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 :

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 .

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 }