БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЕ КОНФЕРЕНЦИИ

<< ГЛАВНАЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

загрузка...

Pages:     | 1 |   ...   | 28 | 29 || 31 | 32 |   ...   | 33 |

«Саратовский государственный технический университет ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ПРОМЫШЛЕННЫХ ГОРОДОВ Сборник научных трудов Под редакцией профессора Т.И. Губиной Саратов 2007 УДК 520 Э ...»

-- [ Страница 30 ] --

8. Базовые нормативы платы за выбросы в атмосферу загрязняющих веществ от стационарных и передвижных источников: Постановление Правительства РФ от 28.08.92г. №632.

10. ГОСТ 6617-76.

11. ГОСТ 9548-74.

12. ГОСТ 18180-72.

13. Шефтель В.О. Вредные вещества в пластмассах: справ. изд. / В.О. Шефтель Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева,

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЛЕКСНЫХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ

ДЛЯ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕННОСТИ ГОРОДСКИХ

ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ

Система водных объектов г. Москвы является частью природной среды города, выполняет градообразующие, инженерные и экологические функции, формирует ландшафтный облик города, осуществляет отвод поверхностного и дренажного стока. Необходима разработка и утверждение в установленном порядке реестра всех водных объектов на территории г. Москвы с указанием их принадлежности, основных гидрологических характеристик, оценки качества воды, видов водопользования и ответственных за содержание водного объекта и прилегающих территорий.

Для решения поставленной задачи силами кафедры промышленной экологии РХТУ им. Д.И. Менделеева было выполнены работы по оценке экологического состояния 97 городских прудов. Кроме визуального обследования, выявившего сильную замусоренность как самих прудов, так и берегов водоемов, были выполнены гидрохимические обследования, включавшие анализ таких показателей, как рН, кислород растворенный, ХПК, сухой остаток, взвешенные вещества, анионы, нефтепродукты и тяжелые металлы (железо общее, медь, цинк, свинец). Подобные обследования не проводились с начала 1980-х гг. В результате проведенных гидрохимических обследований было обнаружено, что превышения ПДК хоз-быт наблюдались лишь для железа общего и ХПК, причем превышения по содержанию железа не зависели от источника обводнения водоема (родники или горводопровод) и не являлись следствием загрязнения от проржавевших старых канализационных труб.

Выполнена статистическая обработка данных по содержанию железа общего в воде городских прудов. Гистограмма распределения данных представлена на рис.1.

Проведенная обработка полученных данных свидетельствует о наилучшем соответствии данных 3-х параметрическому логнормальному распределению, характерному для объектов окружающей среды (см.

рис.2). Средняя концентрация железа общего по всей выборке составила 0,515 мг/дм3.

Рис. 1. Гистограмма распределения концентраций железа Рис. 2. Оптимальное распределение для концентраций железа Для оценки качества воды нами были выбраны для сравнения гидрохимический индекс загрязнения воды (ИЗВ), а также метод с использованием функции желательности (функции Харрингтона).

Для расчета ИЗВ по известной формуле использовали следующие показатели: ХПК, растворенный кислород, взвешенные вещества, сухой остаток, хлориды, железо общее. Основной вклад в значение ИЗВ внесли показатели содержания растворенного кислорода и железа, и лишь в некоторых случаях взвешенные вещества и химическое потребление кислорода.

Обобщенная функция Харрингтона D определяется как среднегеометрическое частных показателей желательности:

Интервал значений желательности изменяется от 0 до 1, причем D= соответствует абсолютно неприемлемому качеству, а D=1 – самому лучшему.

Классификация качества воды и интервал варьирования di(D) и К Класс качества Умеренно загрязненная Загрязненная 0,63 - 0,37 1,8 - 3,3 di=exp[-exp(-1,690+0,510K)] Очень грязная 0,20 - 0,01 6,2 - 11,5 di=exp[-exp(-0,750+0,198K)] Результаты расчетов ИЗВ и функции желательности представлены в табл.2.

противоречивости существующих методов оценки качества воды по гидрохимическим показателям и о необходимости поиска единых подходов в решении данного вопроса.

Саратовский государственный технический университет

ПРИМЕНЕНИЕ ЛЮМИНЕСЦЕНТНОГО МЕТОДА

ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОЛИЦИКЛИЧЕСКИХ АРОМАТИЧЕСКИХ

УГЛЕВОДОРОДОВ В ВОДНЫХ СРЕДАХ

Полициклические ароматические углеводороды (ПАУ) относятся к числу приоритетных загрязнителей окружающей среды, и их определение является практически важной задачей [1]. Для этих целей широко используются люминесцентные методы.

Иммобилизация люминофоров на твердых матрицах позволяет сочетать сорбционное концентрирование веществ (твердофазную экстракцию) с их последующим люминесцентным определением непосредственно в фазе сорбента, минуя этап десорбции вещества органическим растворителем [2], что повышает чувствительность анализа, воспроизводимость получаемых результатов и облегчает идентификацию индивидуальных ПАУ в их смеси.

Сорбция люминофоров для анализа ПАУ проводилась на фильтровальной бумаге. Использование данной матрицы позволяет наблюдать как флуоресценцию, так и фосфоресценцию большинства определяемых веществ, что повышает селективность анализа. Однако эффективность концентрирования веществ, в частности гидрофобных ПАУ, при использовании данного сорбента невысока. Известно, что для повышения эффективности концентрирования поверхность целлюлозного сорбента модифицируют различными веществами, например, силиконовым маслом [2], поверхностно-активными веществами (ПАВ) [3].

Целью работы являлась разработка условий люминесцентного определения полициклических ароматических углеводородов в фазе целлюлозного сорбента при его модифицировании додецилсульфатом натрия (ДДС) и неионогенным полимером – полиэтиленгликолем (ПЭГ 1000).

Известно, что структура мицеллы при контакте с сорбентом видоизменяется, при этом происходит образование слоя из молекул ПАВ.

Как известно, неионогенные полимеры способствуют стабилизации структуры мицеллы ПАВ [4]. Были изучены возможности предварительного концентрирования ПАУ в мицеллярной микрофазе с последующей сорбцией на целлюлозу и люминесцентным аналитическим определением в фазе сорбента.

Экспериментально получено увеличение интенсивности твердофазной флуоресценции пирена при повышении концентрации неионогенного полимера. Данное явление может быть связано с тем, что полимерные молекулы ПЭГ 1000, окружая и связывая несколько мицелл ДДС с солюбилизированным пиреном, способны эффективно взаимодействовать с целлюлозной матрицей. Возможен и другой вариант механизма действия реагента: имея длинную полимерную цепь и хорошо адсорбируясь целлюлозной матрицей, ПЭГ 1000 модифицирует поверхность твердой матрицы, образуя слой из полимерных молекул. В результате матрица приобретает гидрофобные свойства и лучше извлекает пирен, солюбилизированный в мицеллах ДДС. Предложенные нами механизмы взаимодействия реагента ПЭГ 1000 с матрицей позволяют объяснить наблюдаемое увеличение интенсивности фосфоресценции пирена. Последнее, вероятно, связано с тем, что на поверхности целлюлозной матрицы образуется слой из полимерных молекул ПЭГ, который препятствует проникновению катионов тяжелого атома в поры сорбента, способствует их концентрированию на поверхности и тем самым сближает с молекулами пирена, солюбилизированными в мицеллах ПАВ.

Добавление в водно-мицеллярный раствор ПЭГ позволило понизить предел флуоресцентного обнаружения пирена как в растворе, так и на сорбенте. В таблице приведены метрологические характеристики флуоресцентного определения пирена в растворах и на твердых матрицах при использовании водно-мицеллярных растворов ДДС (0,07М) и с добавлением в эти растворы полимерных молекул ПЭГ в концентрации 0,01М.

Метрологические характеристики флуоресцентного определения пирена в которой наблюдали флуоресценцию Воднораствор Из известных метрологических характеристик нами выбраны диапазон определения содержания ПАУ, чувствительность (b) и предел обнаружения (ПрО). Выбор диапазона определения обусловлен линейной зависимостью градуировочного графика в этом диапазоне концентраций ПАУ.

Аналогичные результаты наблюдались и для других ПАУ.

В результате проведенных исследований предложен способ люминесцентного определения ПАУ на модифицированных матрицах.

Применение его позволяет значительно понизить пределы обнаружения ПАУ в водных средах, что представляет интерес для экологического мониторинга водных сред.

1. Майстренко В.Н. Эколого-аналитический мониторинг стойких органических загрязнителей / В.Н. Майстренко, Н.А. Клюев - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2004. – 323 с.

2. Chen J. Solid-phase microextraction with Whatman 1PS paper and direct roomtemperature solid-matrix luminescence analysis / J. Chen, R.J. Hurtubise // Talanta. - 1998. – Vol. 45. – P. 1081-1087.

3. Perry L.M. Room-temperature phosphorescence of polynuclear aromatic hydrocarbons on matrix-modified solid substrates / L.M. Perry, A.D. Campiglia, J.D. Winefordner // Anal.

Chem. - 1989. - Vol. 61. - №. 20. - P. 2328-2330.

4. Плетнев М. Ю. Косметико-гигиенические моющие средства. / М.Ю. Плетнев. – М.:

Химия, 1990. – 272 с.

М.В. Ферезанова, С.Н. Кобцов, В.И. Скоробогатова, Л.Ф. Щербакова, А.Г. Скоробогатов, В.Г. Мандыч, А.А. Щербаков Саратовский военный институт радиационной, химической

МЕТОДИЧЕСКИЙ ПОДХОД К ЗАЩИТЕ ПОВЕРХНОСТНЫХ

И ПОДЗЕМНЫХ ВОД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ

В последнее время химическое загрязнение окружающей среды (ОС) приобретает глобальный характер. В водную среду попадают не только вредные ингредиенты промышленных и бытовых сточных вод, но и поверхностный сток с сельскохозяйственных угодий, промплощадок и селитебных территорий. Антропогенное преобразование естественных ландшафтов (распашка лугов, вырубка леса, застройка территории, особенно водоохранных зон и т.д.) приводит к увеличению выноса химических соединений с поверхности водосбора и усилению загрязнения водных объектов. Интенсивному загрязнению подвергаются поверхностные и подземные воды, используемые для целей водоснабжения. Угрозы источникам водоснабжения исходят от событий естественного и техногенного характера, включая природные экстремальные события, хроническое загрязнение водоисточников, природные, социальные и техногенные катастрофы.

Для защиты поверхностных и подземных вод от загрязнения перспективно создание искусственных геохимических барьеров (ИГБ), в основе которых лежит усиление уже имеющихся в природе возможностей к самоочищению. Целенаправленное создание ИГБ способствует резкому снижению миграции загрязняющих веществ в поверхностные и подземные воды путем перевода токсикантов в малоподвижные формы. Основное достоинство ИГБ на пути миграции загрязнителей - возможность применения в таких местах природно-техногенной системы, где весьма интенсивно происходит поступление загрязнителей в ОС, а использование традиционных средств их локализации невозможно.

Создание ИГБ включает: определение места барьера в природнотехногенной системе;

моделирование миграции загрязнителей;

проведение лабораторных и натурных экспериментов;

подбор реагентов и материалов для создания барьера;

расчет параметров барьера;

разработку его конструкции и технологии применения;

выполнение проектных и строительных работ по созданию барьера.

Выбор местоположения барьера определяется крутизной и ориентацией склонов, которые контролируют скорость и направление поверхностных стоков загрязнителей. Например, создание радиального щелочного ИГБ на основе карбонатных пород резко снижает подвижность меди.

Зона аэрации, расположенная между дневной поверхностью и зеркалом грунтовых вод, играет решающую роль в проблеме поддержания качества подземных вод. С поверхности в водоносные пласты могут проникать загрязнения, обусловленные, например, авариями и др. Прежде чем достичь зеркала грунтовых вод, водные растворы поллютантов проходят через зону аэрации, где в поровом пространстве присутствуют, по крайней мере, две фазы, вода и воздух. Течение в зоне аэрации определяется, главным образом, силой тяжести и капиллярными силами.

Поэтому на миграцию загрязнителей сильно влияет неоднородность грунта, его сложное строение.

В результате распространение загрязнителя происходит по сетке хорошо проводящих каналов (слоев, трещин и т.д.), а удерживается жидкость преимущественно в менее проницаемых элементах - пористых блоках, низкопроницаемых прослойках и над непроницаемыми барьерами (рисунок).

Поровое пространство почвы и структура агрегата Процесс движения влаги и других веществ в почве выглядит следующим образом. Если на поверхность иссушенной почвы, в не заполненное водой межагрегатное пространство (наиболее крупные трещины и макропоры) поступила вода (раствор), она практически мгновенно заполняет трещины, проникая в глубь почвы. Далее влага перераспределяется между заполненными трещинами и внутриагрегатным пространством. Агрегаты начинают увеличиваться в объеме за счет набухания, а трещины постепенно уменьшаются. Так продолжается до установления равновесия между агрегатной и межагрегатной жидкостью, т.е. раствор распределяется между «проводящей» и «сохраняющей»

частями порового пространства.

Необходимо отметить, что ненабухающих почв в природе практически не существует. Даже песчаные почвы с плохо развитой агрегатной структурой проявляют свойства набухания и усадки. У большинства суглинистых и глинистых почв это явление выражено весьма заметно, поэтому для них характерны быстрые потоки по межагрегатному пространству с последующим перераспределением влаги и веществ по агрегатному пространству.

непроницаемыми включениями происходит его расширение (распространение в поперечном направлении). Совместно процессы накопления и поперечного распространения определяют защитные (буферные) свойства зоны аэрации и, в конечном счете, площадь области загрязнения на зеркале подземных вод и интенсивность проникновения загрязнителя в насыщенную зону. Поэтому адекватное описание течения в зоне аэрации важно для оценки уязвимости подземных вод.

На первом этапе исследований разработан необходимый математический аппарат и вычислительные средства для расчета и изучения методами компьютерного эксперимента основных механизмов распространения поллютантов в зоне аэрации для типичных сценариев загрязнения. К наиболее важным сценариям и направлениям исследования следует отнести:

1. Взаимодействие потока загрязнителя с почвенными горизонтами при учете влияния различия проницаемостей и функций капиллярного давления.

2. Изучение роли трещин и высокопроводящих каналов в распространении и расширении зоны загрязнения, включая:

а) моделирование распространения загрязнения по трещинам и сеткам трещин с учетом взаимодействия с пористыми блоками вследствие диффузии и капиллярной пропитки;

б) развитие и апробацию интегральных моделей течения через трещиноватые среды;

в) разработку теоретических подходов к компактному описанию многофазных течений и процессов переноса в неоднородных средах.

3. Изучение влияния капиллярного гистерезиса на распространение и удержание загрязнений в зоне аэрации.

4. Параметризацию модели по данным наблюдений.

Результатом выполнения данного этапа работы является метод решения, позволяющий определить концентрацию загрязнителя в любой момент времени в любой точке зоны аэрации, а также пакет программ, предназначенный для расчета загрязнения зоны аэрации и являющийся необходимым элементом оценки уязвимости химического загрязнения подземных вод.

На втором этапе проведено моделирование процесса миграции загрязнителей в грунтовой толще зоны аэрации, получены экспериментальные и расчетные «выходные кривые» изменения во времени относительной концентрации токсиканта в воде, фильтрующейся через слой грунта, рассматриваемого в качестве геохимического барьера.

«Выходную кривую» определяют в полевых условиях с использованием имитаторов и на образцах грунта в лабораторных условиях. Исходя из полученных данных, находят предельное время использования естественного барьера, а в случае его недостаточности – минимально необходимую мощность защитного экрана.

Принципиально важное значение имеют глубина и структура защитного экрана, исключающего достижение токсикантом зеркала подземных вод в долгосрочной перспективе и составленного из слоев различных материалов, например активированного угля, торфа, опоки, карбонатных пород, гидрогеля и др. Важно, что представленный выше метод математического моделирования миграции поллютантов в зоне аэрации позволяет проводить необходимые расчеты с учетом защитного экрана, который характеризуется соответствующей сорбционной (деградационной) способностью. Это способствует целенаправленному конструированию ИГБ и облегчает проведение проектных работ по созданию барьера.



Pages:     | 1 |   ...   | 28 | 29 || 31 | 32 |   ...   | 33 |
 







 
© 2013 www.kon.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»