WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 |

В целях интенсификации процессов деструкции бенз(а)пирена в почвогрунтах, при участии полифенолоксидазы злаковых растений, выполнены исследования по влиянию газонной травы на динамику процессов трансформации бенз(а)пирена. Для этого были экспериментально определены пределы токсичности бенз(а)пирена по отношению к рассматриваемой газонной травосмеси, которая составляет 0,2 мг/кг почвогрунта.

Установлено, что совместное воздействие полифенолоксидазы микрофлоры углеродсодержащего субстрата и растений позволяет более активно вести процесс трансформации бенз(а)пирена. Коэффициент поглощения повышается с 0,54 (в варианте с субстратом – опил) до 0,77 (в варианте с дополнительным использованием травосмеси) (рис. 1).

Рисунок 1. Динамика концентрации бенз(а)пирена на оптимизированном субстрате

Таким образом, сформировавшийся биоценоз почвогрунтов, включающих углеродсодержащие вещества, позволит снизить концентрацию углеводородов в почвогрунтах, диффузном и поверхностном стоке. Оптимизирование субстрата, позволяет повысить в нем активность фермента полифенолоксидазы, окисляющий бенз(а)пирен, практически в три раза.

Глава 4. «Исследование процессов трансформации углеводородов в водных системах».

Представлены результаты исследований по определению параметров биологической загрузки из талломных водорослей для систем трансформации углеводородов, включающие динамику формирования их биомассы и активности фермента полифенолоксидазы. Установлено, что максимальную биомассу и максимальную суммарную активность полифенолоксидазы формируют талломные водоросли р.Cladophora в июле месяце (табл. 2). Биомасса талломов и активность фермента полифенолоксидазы, водорослей р.Spirogyra, составляют 1 % – 2 % от биомассы и активности водоросли р.Сladophora В период формирования поверхностного (талого) стока (апрель месяц) биомасса талломных водорослей составляет практически 64 % от максимальной, а суммарная активность полифенолоксидазы 42,63 % соответственно.

Таблица 2

Динамика формирования биомассы талломов в вегетационный период

Род

водоросли

Биомасса, кг/м2

Апрель

Июль

октябрь

Clаdophora

Spirogyra

3900,0

0,7

6100,0

0,5

4270,0

0,3

Clаdophora

Spirogyra

Суммарная активность ПФО, мг/м2

9750,00

1,75

22875,00

1,87

13237,00

0,93

Таким образом, на основании данных исследований в качестве биологической загрузки в системе биоокисления бенз(а)пирена целесообразнее использовать талломные водоросли р.Cladophora.

В результате исследований динамики процессов снижения концентрации бенз(а)пирена в исходном талом стоке, под воздействием загрузки из талломных водорослей р.Cladophora, установлено, что коэффициент трансформации бенз(а)пирена низкий и относительное снижение его в стоке, за 10-дневный период, незначительное, а динамика снижения концентрации бенз(а)пирена в стоке во времени описывается уравнением:

С = С0 е-0,0284 (1)

где С– концентрация к периоду времени, мг/дм3,

– время, сутки.

С0 – исходная концентрация, мг/дм3.

Очевидно, что перед подачей стока в систему с биологической загрузкой, из стока необходимо предварительно изъять основную массу углеводородов системой нефтеловушки. Затем усреднить сток в пруду- накопителе, где может быть размещена загрузка из инертного материала (пленки полиэтиленовой), которая является субстратом для формирования бактериальной гетеротрофной микрофлоры.

Установлено, что концентрация нефтепродуктов в пруду-накопителе-усреднителе с загрузкой из инертного материала (пленки полиэтиленовой), снижается достаточно эффективно до 92 % за 10-дневный период.

Рисунок 2. Динамика концентрации нефтепродуктов в биопруду –

накопителе-усреднителе с загрузкой из пленки полиэтиленовой

Концентрация бенз(а)пирена в пруду-накопителе-усреднителе за тот же период снижается менее эффективно (29 %) (рис. 3).

Рисунок 3. Динамика концентрации бенз(а)пирена в биопруду –

накопителе-усреднителе с загрузкой из пленки полиэтиленовой

В сооружении с загрузкой из талломных водорослей, расположенного после пруда-накопителя эффективность снижения концентрации бенз(а)пирена достигает более 99 % (рис. 4). Однако, на выходе из сооружений концентрация бенз(а)пирена в 2 раза превышает ПДК, в отличии от нефтепродуктов, концентрация которых в сооружении из талломных водорослей на восьмые сутки достигает норматива ПДК.

Рисунок 4. Динамика концентрации бенз(а)пирена в сооружении с загрузкой из талломных водорослей

Таким образом, в результате исследований динамики процессов трансформации углеводородов под воздействием биологических загрузок в почвогрунтах и поверхностном стоке, разработаны алгоритмы снижения концентрации нефтепродуктов и бенз(а)пирена в почвогрунтах и поверхностном стоке предприятий железнодорожного транспорта.

Глава 5. «Технология защиты водных объектов от загрязнения поверхностным стоком предприятий железнодорожного транспорта».

На основании результатов исследования, разработана технология включающая основные этапы защиты водных объектов от загрязнения углеводородами поверхностного стока с объектов железнодорожного транспорта. Представлен алгоритм действий по снижению содержания углеводородов в загрязненных почвогрунтах (рис. 5).

Обследование почвогрунтов территории предприятия на загрязненность нефтепродуктами и бенз(а)пиреном.

При содержании в почвогрунтах бенз(а)пирена в концентрациях, превышающих ПДК в 10 раз и более, в почвогрунт вносится опил в количестве 10 кг/м2.

Через год выполняется контрольное обследование данных почвогрунтов и при содержании бенз(а)пирена в них до 10 ПДК вносится газонная травосмесь нормой 30 г/м2.

В почвогрунты, содержащих бенз(а)пирен в концентрациях, ниже 10 ПДК, опил вносится в количестве 10 кг/м2, а после перепашки вносится газонная травосмесь нормой 30 г/м2.

Рисунок 5. Алгоритм действий по снижению содержания углеводородов в

загрязненных почвогрунтах

Рассматриваемая технология способствует не только очистке почвогрунтов от углеводородов, но и значительно снижает их содержание в поверхностном и диффузном стоке.

Согласно представленной технологической схеме защиты водных объектов от загрязнения углеводородами (рис. 6), сток проходит через нефтеловушку, затем поступает в пруд – накопитель – усреднитель с размещенным в нем инертным субстратом для формирования бактериальной гетеротрофной микрофлоры, выполняющей окисление нефтепродуктов. Затем, через распределительную гребенку, сток из пруда – накопителя равномерно подается в сооружение с загрузкой из талломных водорослей, выполняющих окисление бенз(а)пирена, откуда дочищенный сток сбрасывается в водный объект.

Рисунок 6. Технологическая схема системы очистки поверхностного стока

  1. нефтеловушка
  2. емкость для сбора нефтепродуктов
  3. пруд накопитель-усреднитель с инертным субстратом
  4. сооружение с биологической загрузкой из талломных водорослей.
  5. водоем или водоток-приемник очищенных сточных вод.

В ходе работы автором произведена оценка экономической эффективности применения технологической схемы, представленной на рисунке 6. Показатели эколого-экономической эффективности применения предлагаемой технологической схемы снижения содержания углеводородов в поверхностном стоке представлены в таблице 3.

Таблица 3

Эколого – экономические показатели

Затраты

Ед. изм.

Величина показателей

Капитальные затраты на организацию

сооружения площадью 42 000 м2, для очистки 72 000 м3 поверхностного стока

руб.

5 996 291,2

Эксплуатационные затраты

руб./ год

12 000

Предотвращенный экологический ущерб

руб./ год

4 055 860,4

Окупаемость капитальных затрат

год

2,8

Расчет предотвращенного ущерба:

Проведена эколого-экономическая оценка величины предотвращенного ущерба водным ресурсам.

Упр = Уудг М Кэ = 7331,9 325,4 =4055860,4 руб. (2)

Где: Упр – величина предотвращенного ущерба водным ресурсам, руб.

М– приведенная масса сброса, усл. т;

Уудг – базовый показатель удельного ущерба для водного бассейна р. Камы Свердловской области на единицу приведенной массы загрязнений (7331,9 руб./усл. т);

Кэ – коэффициент экологической ситуации и экологической значимости водных ресурсов для Свердловской области (1,7).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на базе выполненных автором исследований решена научная проблема, имеющая большое значение, заключающееся в улучшении качества воды поверхностных водоисточников на основе технологии использования систем, выполняющих биоокисление углеводородов в поверхностном, смешанном стоке и загрязненных почвогрунтах. Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Получены количественные зависимости формирования численности гетеротрофной микрофлоры почвогрунтов на различных субстратах углеродсодержащего вещества;

2. Получены зависимости, характеризующие динамику процессов трансформации нефтепродуктов и бенз(а)пирена в почвогрунтах от степени загрязненности почвогрунтов и численности гетеротрофной микрофлоры в них;

3. Получены зависимости динамики процессов формирования биомассы загрузки и ферментативной активности талломных водорослей от периода вегетации;

4. В результате изучения динамики процессов трансформации нефтепродуктов и бенз(а)пирена подобраны оптимальные варианты субстратов для формирования гетеротрофной микрофлоры в сооружениях биоокисления нефтепродуктов и загрузки в сооружениях деструкции бенз(а)пирена;

5. Разработана технологическая схема организации и алгоритм использования систем для охраны водных объектов от загрязнения углеводородами, поступающими с поверхностным, диффузным и смешанным стоком;

6. Впервые выполнен анализ эколого-экономической эффективности совместной доочистки нефтепродуктов и бенз(а)пиена в поверхностном стоке. Показана возможность предотвращения значительного эколого – экономического ущерба, составляющего более 4 млн рублей в год.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Бондаренко В.В., Буланов В.Г, Липкинд Т.А. Источники загрязнения окружающей среды бенз(а)пиреном на железнодорожном транспорте // Сб. «Экология и безопасность жизнедеятельности».–– Екатеринбург: УрГУПС, 2003. – С. 80 – 82.

2. Бондаренко В.В. Липкинд Т.А. Загрязнения окружающей среды бенз(а)пиреном на железнодорожном транспорте // Проблемы и перспективы развития железнодорожного транспорта. Материалы всероссийской научно-технической конференции. – Екатеринбург: УрГУПС, 2003. – С. 156 –159.

3. Бондаренко В.В, Липкинд Т.А. Пути решения предотвращения загрязнения водных объектов и почвогрунтов бенз(а)пиреном на железнодорожном транспорте // Труды V межвузовской научно-технической конференции: «Молодые ученые – транспорту». – Екатеринбург: УрГУПС, 2004. – С. 285 –290.

4. Бондаренко В.В, Липкинд Т.А. Биоинженерная защита почвогрунтов и стока с территорий предприятий железнодорожного транспорта от загрязнений бенз(а)пиреном // Труды III Международной научно-практической конференции: «Медицинская экология». – Пенза, 2004. – С. 11 – 12.

5. Липкинд Т.А, Бондаренко В.В. Защита водных объектов от загрязнения бенз(а)пиреном, поступающим, с территорий предприятий железнодорожного транспорта // Сб. материалов Всероссийской научно-практической конференции: «Экология человека». – Пенза, 2004. – С. 29 – 30.

6. Бондаренко В.В, Липкинд Т.А. Охрана водных объектов от загрязнения бенз(а)пиреном, поступающим с неорганизованным стоком предприятий железнодорожного транспорта// Труды VIII Международного симпозиума: «Чистая вода России 2005».– Екатеринбург, 2005. С. 159 – 160.

7. Липкинд Т.А. Бондаренко В.В. Защита окружающей среды от воздействия бенз(а)пирена // Сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции с международным участием: «Ресурсосберегающие технологии на железнодорожном транспорте». – Красноярск, 2005. – С. 19 –21.

8. Бондаренко В.В, Липкинд Т.А. Оптимизация процессов трансформации полиароматических углеводородов в почвогрунтах // Сб. материалов II Всероссийской научно-практической конференции: «Провинциальный город – экономика, экология». – Пенза, 2005. – С. 50 – 53.

Pages:     | 1 || 3 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»