Технология снижения содержания анионных синтетических поверхностно-активных веществ в поверхностных водных объектах

Вайтнер, Елена Викторовна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Технология снижения содержания анионных синтетических поверхностно-активных веществ в поверхностных водных объектах
ВАК РФ 25.00.36, Геоэкология

Автореферат диссертации по теме "Технология снижения содержания анионных синтетических поверхностно-активных веществ в поверхностных водных объектах"

На правах рукописи ВАЙТНЕР ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА

ТЕХНОЛОГИЯ СНИЖЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ АНИОННЫХ СИНТЕТИЧЕСКИХ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ В ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОДНЫХ ОБЪЕКТАХ

Специальность 25.00.36 - Геоэкология

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата технических наук

Екатеринбург - 2005

Работа выполнена в отделе восстановления рек и водоёмов Федерального государственного унитарного предприятия "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов" (ФГУП РосНИИВХ) Министерства природных ресурсов Российской Федерации

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

Попов А.Н.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Денисов Сергей Егорович

старший научный сотрудник, кандидат химических наук

Браяловская Валентина Леонидовна

Ведущая организация: Уральский государственный

лесотехнический университет

Защита диссертации состоится 21 сентября 2005 года в 1200 часов на заседании диссертационного совета Д 216.013.01 в Федеральном государственном унитарном предприятии "Российский научно-исследовательский институт комплексного использования и охраны водных ресурсов" (ФГУП РосНИИВХ) по адресу: 620049, Екатеринбург, ул. Мира, 23.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГУП РосНИИВХ. Автореферат разослан " & " августа 2005 г.

Отзыв на автореферат, заверенный гербовой печатью, просим направлять по адресу: 620049, Екатеринбург, ул. Мира, 23, ФГУП РосНИИВХ. Факс: (343) 374-26-79, 374-27-15

Учёный секретарь

Диссертационного совета, /

доктор технических наук, профессор ' Ю.С. Рыбаков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Значительную часть антропогенной нагрузки на поверхностные водные объекты составляют сточные воды, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ). 95 % синтетических моющих средств, вырабатываемых промышленностью, составляют анионные СПАВ и моющие средства на их основе, которые характеризуются низкой биологической разлагаемостью. СПАВ входят в состав всех хозяйственно-бытовых и большинства промышленных сточных вод и оказывают негативное воздействие на водные биоценозы.

В связи с несовершенством методов очистки от СПАВ сточных вод сосредоточенных выпусков и невозможности очистки от них рассредоточенного стока, возникает необходимость в разработке технологий защиты водных объектов от загрязнения указанными веществами, основанных на интенсификации внутриводоёмных процессов. Таким требованиям соответствуют биоинженерные системы (БИС), сущность которых заключается в использовании приемов повышения ассимилирующей способности водных экосистем путем увеличения в их структуре звена фитоценоза. Однако существующие разработки БИС касаются снижения биогенной нагрузки на водные объекты, защиты от различных соединений металлов, легкоокисляемых органических веществ, нефтепродуктов, и не решают вопроса защиты от таких трудноокисляемых органических веществ, как СПАВ. Знание же характера протекания процессов самоочищения вод от СПАВ и эффективное их использование позволило бы сократить затраты на очистку сточных вод и поддерживать водные объекты в удовлетворительном санитарном состоянии.

Цель диссертационной работы - разработка технологии организации и использования биоинженерных систем для защиты поверхностных водных объектов от загрязнения СПАВ.

Для достижения поставленной цели в процессе исследования необходимо было решить следующие задачи:

- выполнить критический анализ имеющихся литературных данных об источниках поступления, формах нахождения СПАВ в водных объектах и их влиянии на водную экосистему;

- изучить процессы трансформации СПАВ в природных водах путём лабораторного моделирования в присутствии различных видов ВВР в вегетационный и вневегетационный периоды с целью определения приоритетного состава биоценоза;

- изучить процессы трансформации СПАВ в водоёмах и водотоках в натурных условиях в вегетационный период;

- изучить динамику процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ в различных условиях;

- разработать биоинженерную технологию снижения содержания СПАВ в водной массе на основе водоочистных свойств звеньев водной экосистемы;

- изучить влияние содержания СПАВ в воде и наличие в водных объектах некоторых видов макрофитов на величину испаряемости с поверхности водоёма и определить концентрацию СПАВ, максимально повышающую величину испарения.

Предмет исследования - процессы самоочищения и вторичного загрязнения природных вод СПАВ.

Объекты исследования - водоёмы и водотоки Среднего Урала, испытывающие антропогенную нагрузку по СПАВ и биоинженерные системы доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков.

Методы исследования - теоретические изыскания, натурные исследования водных объектов, лабораторное и натурное моделирование, физико-химические методы, статистическая обработка, системный комплексный подход к анализу полученных автором и имеющихся в литературе данных.

Научная новизна исследований.

- получены уравнения и определены кинетические параметры процесса снижения содержания СПАВ в воде под влиянием различных факторов;

- получены уравнения зависимостей, характеризующих процесс вторичного загрязнения водной среды СПАВ в результате протекания процесса десорбции СПАВ из донных отложений;

- разработана технология снижения содержания СПАВ в воде на основе совместного использования нескольких видов макрофитов;

- разработана методика повышения испаряемости с поверхности водных объектов путём внесения добавок СПАВ.

На защиту выносятся:

- основные закономерности и параметры изучения процессов биодеградации СПАВ в присутствии различных видов ВВР;

- основные закономерности протекания процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ при различных условиях;

- технология снижения содержания СПАВ в воде, основанная на совместном использовании погружённой (элодея канадская) и воздушно-водной (рогоз узколистный) ВВР;

- методика повышения испаряемости с поверхности водных объектов.

Практическая значимость результатов исследований. На основании научных результатов диссертации и имеющихся литературных данных разработаны технология защиты водных объектов от загрязнения СПАВ, применимая на существующих и вновь организуемых системах очистки сточных вод, поступающих в водный объект, а также непосредственно в поверхностных водных объектах: малых и средних реках, водохранилищах; и методика повышения испаряемости с поверхности технических водоёмов, позволяющая предотвратить прорыв загрязнённых вод в природные водные объекты.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены на I - Ш отчетных конференциях молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Екатеринбург 2000-2003; на научно-практической конференции "Проблемы водного хозяйства Республики Башкортостан и пути их решения", Уфа, 2001 г; на IV Международной конференции и выставке "Акватерра-2001", С.-Петербург, 2001 г.; на IV Международной научно-технической конференции "Динамика систем механизмов и машин", Омск 2002 г.; на V Международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Экватек-2002), Москва, 2002 г.; на "Second International Conference on Ecological Chemistry", Молдова, 2002 г.; на научно-практической конференции «Экологические проблемы промышленных регионов», Екатеринбург 2003 г.; на VII Международном симпозиуме и выставке "Чистая водаРоссии-2003", Екатеринбург, 2003 г.

Публикации. Основное содержание диссертации опубликовано в 4 статьях в центральной печати и 14 тезисах докладов.

Объём и структура работы. Диссертационная работа изложена во введении, VI главах и заключении на 165 страницах основного текста, содержит 43 таблицы, 37 рисунков. Список использованной литературы включает 198 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, показаны научная новизна и практическая значимость работы.

Глава 1. ОСОБЕННОСТИ ПРОТЕКАНИЯ ПРОЦЕССА САМООЧИЩЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ОТ СПАВ И ВОЗМОЖНОСТИ ЕГО ИНТЕНСИФИКАЦИИ

В главе представлен анализ имеющихся литературных данных по вопросам протекания процесса самоочищения и вторичного загрязнений природных вод

СПАВ, на основании которого можно сформулировать следующие основные положения:

1. Попадая в природные воды, СПАВ способны оказывать разнообразное влияние на их свойства. В частности, адсорбируясь на поверхности раздела фаз "вода-воздух", указанные вещества снижают величину поверхностного натяжения воды и приводят к увеличению испаряемости. Данное свойство СПАВ можно использовать для решения практических задач. Однако потенциальная возможность регулирования испарения с поверхности воды с помощью СПАВ требует дополнительного изучения.

2. Деструкция СПАВ - процесс биохимический, сопровождающийся окислением указанных ингредиентов гетеротрофной микрофлорой в условиях достаточного количества кислорода и питательных веществ, что может обеспечиваться наличием в водных объектах макрофитов с продолжительным или круглогодичным периодом вегетации. Однако влияние ВВР на интенсивность процессов самоочищения природных вод от СПАВ до конца не выявлено.

3. Вопросы использования ВВР для формирования биоценоза, регулирующего процессы трансформации СПАВ, требуют выполнения исследований по формированию видового состава биоценозов.

4. Недостаточно изученными остаются процессы миграции СПАВ, накопившихся в донных наносах, в воду.

Глава 2. МЕТОДИКА ПРОВЕДЕНИЯ ИССЛЕДОВАНИЙ

В главе описаны методики определения пределов токсичности СПАВ по отношению к изучаемым в работе видам ВВР, исследования процессов самоочищения природных вод от СПАВ в условиях лабораторного и натурного моделирования, исследования процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ, а также проведения экспериментов по исследованию влияния СПАВ и высшей водной растительности (ВВР) на испаряемость с поверхности воды.

Глава 3. ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ПРОЦЕССОВ САМООЧИЩЕНИЯ ПРИРОДНЫХ ВОД ОТ СПАВ В УСЛОВИЯХ ЛАБОРАТОРНОГО И НАТУРНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ

Большинство видов ВВР, применяемых для очистки вод, отличаются высокой устойчивостью к разнообразному спектру загрязняющих веществ. Однако для эффективного использования ВВР следует обеспечить благоприятные условия жизнедеятельности. Для этого были экспериментально определены пределы токсичности СПАВ по отношению к рассматриваемым видам ВВР, которые составляют для свободноплавающей (ряска малая) и воздушно-водной (рогоз узколистный) ВВР - 25 мг/дм3, а для погружённой (элодея канадская и рдест гребенчатый) - 15 мг/дм3.

Исследования по изучению снижения содержания СПАВ в природных водах показали, что наиболее значимое влияние на данный процесс оказывают следующие факторы: наличие в системе ВВР, либо искусственных субстратов с большой площадью поверхности (пластмассовых "ершей"), а также донных отложений (ДО).

Все рассмотренные системы характеризуются высокой самоочищающей способностью (табл. 1). При этом наблюдается чёткая зависимость скорости снижения концентрации СПАВ в природной воде от исходного содержания ингредиента.

В проведённых экспериментах наблюдалось также ярко выраженное положительное влияние ВВР на регуляцию рН природных вод. При внесении в аквариумы раствора моющих средств значение рН составляло 10,0-11,5, что объясняется гидролизацией наполнителя - триполифосфата натрия №5Р:)Ош (до 48 % CMC). В аквариумах с растительностью величина рН снижалась намного быстрее, чем в контрольных вариантах и уже на 7-8 сутки приняла оптимальное для протекания процессов самоочищения значение, равное 6,5-7,0. В контрольных вариантах для снижения рН до аналогичной величины потребовалось !3 суток.

Присутствие в системе искусственных субстратов, даже при наличии на них значительного количества перифитона, не оказывает заметного влияния на регуляцию рН природных вод.

Таблица 1

Величина самоочищающей способности экспериментальных систем при

различных концентрациях СПАВ в воде. Время экспозиции - 12 суток

с мг/дм3 сс, %

Контроль Ряска Рогоз Элодея Рдест Ерши

1,0 83,8 97,0 99,0 99,5 98,0 94,2

2,0 82,0 96,5 98,0 98,0 97,8 93,5

5,0 81,6 95,8 97,3 97,5 96,9 87,3

10,0 80,4 95,2 96,8 97,0 96,0 84,6

Следует отметить, что в присутствии растительности или "ершей" снижение концентрации СПАВ в системе до величин, не превышающих ПДК, происходит значительно быстрее, чем в контрольных вариантах. Остаточная концентрация СПАВ также существенно ниже (от 0,010 до 0,371 мг/дм3), чем в контрольных вариантах (0,162 - 1,961 мг/дм3). Однако снижение содержания СПАВ в воде в присутствии "ершей" происходит медленнее, чем под влиянием ВВР и для достижения той же степени очистки требуется в два раза больше времени. Это говорит о том, что для системы растение-перифитон, в отличие от ершей, характерен механизм интенсификации процессов жизнедеятельности последнего прижизненными выделениями ВВР.

Математическая обработка данных по снижению концентрации СПАВ во времени показала, что при содержании в воде от 1 до 10 мг/дм3 СПАВ динамика концентрации ингредиента для всех исследованных вариантов удовлетворительно (г>0,9) описывается кинетическим уравнением реакции первого порядка:

С=С0е ~кг (1),

где Со - исходная концентрация СПАВ в воде, мг/дм3; к - константа скорости реакции, сутки'1; т - время, сутки.

Анализ констант скорости снижения содержания СПАВ в природных водах (рис. 1) также свидетельствует о том, что при прочих равных условиях наибольшая скорость снижения содержания СПАВ в природных водах наблюдается в присутствии элодеи канадской и рогоза узколистного, а наименьшая - в контрольных вариантах. При этом системы с растениями характеризуются довольно близкими значениями к. Для систем с инертными носителями величина константы скорости ниже (рис. 1).

О 46--

С,„. нг/дм'

■Р*ека ■•Элодея "Инертные носителя

Рогоэ •Рдест —Коитроли

Рисунок 1. Зависимость константы скорости снижения содержания СПАВ в природных водах от исходной концентрации вещества

- ВНР С »с." ! ыг/хмЗ

■Без В В Р Сасх>! иг/дмЭ

Рисунок 2. Снижение содержания СПАВ во времени в натурных условиях

В естественных условиях изучено снижение содержания СПАВ з природных водных объектах на участках с ВВР и на свободных от ВВР участках акватории. Проведённые исследования показали, что во всех вариантах наблюдалась довольно быстрая убыль концентрации СПАВ. Наименьшей самоочищающей способностью (60,9 %) характеризуется контрольный аквариум, а наибольшей (95,7 %) - изолят с ВВР при исходном содержании СПАВ 2,3 мг/дм3. В присутствии ВВР самоочищающая способность природных вод возрастает. Так, в изоляте без ВВР Сисх=1,0 мг/дм3 самоочищающая способность составляет 83,0 %, а в аналогичных условиях, но в присутствии растительности -92,0 %; при увеличении же исходной концентрации СПАВ до 2,3 мг/дм3 самоочищающая способность составила соответственно 87,4 и 95,7 %.

На основе анализа кинетических кривых (рис. 2) можно утверждать, что во всех исследованных системах при Сисх < 2,3 мг/дм3 динамика концентрации СПАВ во времени также описывается кинетическими уравнениями реакции первого порядка (1).

Исследования показали, что присутствующие в водных объектах донные грунты активно участвуют в процессах снижения содержания СПАВ в воде. Исходя из полученных данных, доля сорбционных процессов может составлять от 2-18 % в присутствии ВВР и до 40 % при её отсутствии (табл. 2).

Таблица 2

Степень сорбции СПАВ грунтами дна при различных условиях проведения

эксперимента

Сисх. мг/дм3 Степень со рбции 8, %

Контроль Ряска Рогоз Элодея Рдест Ерши

1,00 13,4 3,9 2,3 1,9 2,2 11,2

2,00 19,4 5,7 3,5 3,1 3,73 14,3

5,00 31,1 13,9 9,8 8,7 10,1 19Д

10,00 39,2 18,2 12,7 12,0 16,9 21,2

Анализ ДО показал, что большая исходная концентрация вещества обуславливает более высокую степень сорбции его ДО. Например, с увеличением исходной концентрации СПАВ в природных водах в 2 раза, количество ингредиента, сорбированного на ДО, увеличивается, в среднем, в 2,8 раза.

При низких концентрациях ведущая роль в снижении содержания СПАВ в природных водах принадлежит биодеструкции - до 85,3 % СПАВ разрушается бактериальным населением водоёма. С повышением же исходной концентрации СПАВ в воде роль биодеструкции несколько понижается, а их количество, сорбированное на ДО, увеличивается. При наличии в системе ВВР также преобладают биохимические, а не сорбционные процессы понижения концентрации СПАВ.

В целом по эффективности очистки исследованные варианты можно расположить в такой последовательности:

Элодея > Рогоз > Рдест > Ряска > Ерши > Контроль.

Однако характеры кинетических кривых изменения концентрации СПАВ в вариантах с ВВР практически не отличаются друг от друга. Все растения способствуют быстрому снижению содержания СПАВ в природных водах и могут быть успешно использованы для интенсификации процессов самоочищения природных вод. Использование же искусственных субстратов в биоинженерных системах наряду с растительностью не эффективно.

Глава 4. ВТОРИЧНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ СПАВ ПРИ ДЕСОРБЦИИ ИХ ИЗ ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЙ

Выявление закономерностей поступления СПАВ в воду из донньгх наносов необходимо для полной оценки степени загрязненности водных объектов указанными веществами и прогнозирования качества природных вод с учётом вторичного поступления их в водные массы.

Натурные исследования водных объектов Урала, подверженных интенсивному антропогенному воздействию, (p.p. Чусовая, Северушка, Исеть, Верхне-Макаровское водохранилище) показали, что содержание в них СПАВ находится в пределах ПДК, т.е. по указанному ингредиенту данные водотоки могут считаться условно чистыми. В ДО обследованных водных объектов обнаружено повышенное содержание СПАВ (рис. 3). Концентрация СПАВ в ДО превышает их содержание в воде от 65 до 245 раз для различных створов наблюдения. Высокое содержание СПАВ в ДО исследованных водотоков в настоящее время резко увеличивает вероятность вторичного загрязнения указанных водных объектов СПАВ путём десорбции их со дна.

Место отборе пробы

I I ||Содержаиис СПАВ в воде ыг/л Содержание СПАВ в ДО мг/кг сух в-ва

Обозначения створов:

1 - верховья р. Чусовой (р-н п. Косой Брод), 2 - р. Северушка, 3 - выклинивание подпора Верхне-Макаровского вдхр, 4 - р. Чусовая (8,3 км ниже п. Косой Брод), 5. - р. Раскуиха, 6 -Верхнемакаровское вдхр. до сброса сточных вод, 7 - Верхнемакаровское вдхр. после сброса сточных вод у деревни В. Макарове, 8 - р. Исеть в районе Химмаша, 9 - р. Исеть в районе Арамиля.

Рисунок 3. Содержание СПАВ в воде и донных отложениях исследованных водных объектов в июле 2001 года

Опыты по выяснению динамики поступления СПАВ из ДО в различных кислородных и гидродинамических условиях при температурах летней и зимней

межени показали возможность перехода значительных количеств их в водную фазу. Поступление СПАВ путём десорбции может составлять от 50 до 74 % от их количества, содержащегося в ДО (табл. 3).

Таблица 3

Степень десорбции (Б) СПАВ из ДО, %

Аэробные условия, ^ летней межени Анаэробные условия

статические динамические 1° летней межени 1и зимней межени

до без ВВР ДО и ВВР ДО без ВВР ДО и ВВР ДО и ВВР ДО до, глина и ВВР ДО и ВВР до

50,5 49,1 74,2 73,7 59,9 57,1 31,6 56,7 55,3

Контроль за содержанием СПАВ в воде показал, что период времени, в течение которого преобладающими процессами были процессы вторичного загрязнения, определялся 3-5 сутками (рис. 4).

Врем», сутки

~ В присутствии ВВР • В отсутствие ВВР

Рисунок 4. Динамика содержания СПАВ в природных водах при десорбции их из ДО в динамических условиях при температурах летней межени

Поскольку фактическое содержание СПАВ в воде гораздо меньше, чем расчетное, можно предположить, что в водной среде активно протекают процессы самоочищения (в частности, процессы биоокисления), что приводит к уменьшению содержания СПАВ в водной толще, особенно интенсивно - при благоприятных условиях летней межени.

При наличии потока воды над ДО степень десорбции СПАВ увеличивается и в среднем составляет 74 %, что на 20 % (в 1,5 раза) превышает величину десорбции в статических условиях (табл. 3). Однако несмотря на высокую величину десорбции, содержание СПАВ в воде превышает ПДКоС лишь в течение двух-трёх суток, а затем происходит быстрое снижение концентрации до величин, не представляющих угрозы для водной экосистемы (рис. 4).

Формирование дефицита растворённого в воде кислорода с последующим наступлением практически анаэробных условий усиливает вторичное загрязнение водных масс СПАВ. При возникновении условий, близких к анаэробным, наличие в системе растительных остатков, как более легкоокисляемого органического вещества, на разложение которого интенсивно потребляется растворённый в воде кислород, увеличивает интенсивность протекания процесса вторичного загрязнения. При пониженных температурах зимней межени величина вторичного загрязнение природных вод СПАВ, поступающими из ДО, также значительно возрастает.

Однако в случае отсутствия или малого количества СПАВ в воде вторичное загрязнение будет наблюдаться достаточно ограниченное время, и, если не будет дополнительного поступления СПАВ в водную массу, то процесс этот завершиться достаточно быстро, не оказывая заметного отрицательного влияния на состояние водного объекта.

Известно, что глина обладает высокими сорбционными свойствами по отношению к органическим веществам. С целью изучения возможности предотвращения десорбции СПАВ из ДО, их поверхность покрыли слоем глины

толщиной 3 см. Однако эксперименты показали, что экранирование ДО, загрязнённых СПАВ, слоем глины снижает количество ингредиента, поступающего из ДО (с 55-60 до 32 %), но не предотвращает выхода его в воду.

На основании анализа полученных данных и математической обработки кинетических кривых можно утверждать, что процесс десорбции СПАВ из ДО описывается уравнением прямой (участок 1 на рис. 4): С1 = К^ (2), где К - эмпирический коэффициент (табл. 4); I - время, сутки.

После выработки активного слоя ДО в водной среде начинают преобладать процессы самоочищения которые, как и следовало ожидать, описываются уравнением реакции первого порядка (1) - участок 2 на рис. 4.

Таблица 4

Константы уравнений процессов вторичного загрязнения и снижения содержания СПАВ во времени для различных вариантов проведения эксперимента

Вариант Десорбция Самоочищение

К к

Аэробные условия

1. ДОбезВВР 0,074 0,291

2. ДО и ВВР 0,123 0,402

3. ДО без ВВР 0,236 0,613

4. ДО и ВВР 0,182 0,656

Анаэробные условия

1. ДО и ВВР, 10 летней межени 0,322 0,216

2. ДО, ^ летней межени 0,123 0,162

3. ДО и ВВР, 1н зимней межени 0,292 0,189

4. ДО, ^ зимней межени 0,145 0,147

5. ДО, глина и ВВР, 1и летней межени 0,127 0,158

Полученные уравнения позволяют определить время, по истечении которого концентрация загрязнения в системе достигнет ПДК, и принять соответствующие меры для поддержания необходимого качества воды в водоёме.

Глава 5. ТЕХНОЛОГИЯ ДООЧИСТКИ СТОЧНЫХ ВОД СОСРЕДОТОЧЕННЫХ ВЫПУСКОВ И ОЧИСТКИ РУСЛОВОГО И РАССРЕДОТОЧЕННОГО СТОКА ОТ СПАВ (В УСЛОВИЯХ СРЕДНЕГО

УРАЛА)

На основании результатов исследования разработана технология доо чистки СПАВ-содержащих сточных вод сосредоточенных выпусков перед поступлением их в водный объект, а также очистки руслового и рассредоточенного стока.

Согласно технологической схеме (рис. 5), погружённая растительность (элодея канадская) свободно размещается в водной толще, воздушно-водная же растительность (рогоз узколистный) располагается по всей площади системы сплошными поперечными полосами. Создание водоёма с замедленным течением воды осуществляется путём углубления рельефа местности с последующим обвалованием береговой линии БИС. Вода в сооружение поступает через переливную дамбу, что способствует дополнительной аэрации воды и благоприятно воздействует на кислородный режим биопруда. Отвод воды осуществляется через подпорную дамбу. Внутри сооружения для организации движения потока воды предусмотрены струенаправляющие дамбы.

В весенне-летний период времени основным агентом очищения вод является бактериоперифитон - бактериальная плёнка, развивающаяся на подводной части растений и обеспечивающая высокую интенсивность процессов деструкции. В зимний период времени жизнедеятельность бактериоперифитона замедляется, и снижение содержания СПАВ в системе происходит в основном за счёт процессов сорбции их грунтами дна.

Эколого-экономическая оценка эффективности использования предложенной технологической схемы для снижения содержания СПАВ в воде в сравнении с химическим методом показала существенные преимущества предлагаемого способа, как экономические, так и экологические (более высокая степень очистки, большая величина предотвращённого экологического ущерба).

Рисунок 5. Технологическая схема снижения содержания СПАВ в водной массе. Условные обозначения: 1 - переливная дамба; 2 - струенаправляющие дамбы; 3 - подпорная дамба; 4 - рогоз узколистный; 5 - элодея канадская. Стрелками показано направление движения воды.

Так, предотвращённый экологический ущерб в результате внедрения технологической схемы снижения содержания СПАВ в воде составляет 11888,5 (при в два раза меньших капитальных и эксплуатационных затратах) против 10564 тыс. руб. в год при химическом способе очистки; окупаемость сооружения - 2,4 года.

Рассмотренная биоинженерная технология способствует не только очистке вод от СПАВ, но и значительному снижению содержания таких загрязняющих веществ как тяжёлые металлы, биогенные вещества, нефтепродукты и некоторые др.

Глава 6. ИЗУЧЕНИЕ ВЛИЯНИЯ СПАВ НА ПОВЫШЕНИЕ ИСПАРЕНИЯ С ПОВЕРХНОСТИ ВОДОЁМОВ

Способность СПАВ увеличивать испаряемость с поверхности воды можно использовать для решения практических проблем, возникших в настоящее время на ряде технических водоёмов предприятий Среднего Урала. В силу снижения техногенного воздействия испаряемость с поверхности этих водоёмов значительно снизилась, что привело к их переполнению и возможности прорыва в природные водные объекты. Поскольку хозяйственная деятельность на данных водоёмах запрещена, то внесение СПАВ можно не ограничивать существующими нормативными рамками, но необходимо учитывать постепенное снижение содержание веществ во времени, обусловленное процессами самоочищения вод.

Для исследования влияния СПАВ на процесс испарения с поверхности воды и определению концентрации вещества, вызывающей наиболее интенсивное испарение, использовалась природная вода, взятая из оз. Шарташ, а также наиболее распространенные на Среднем Урале виды махрофитов: полупогружённая растительность (тростник, рогоз, ежа сборная, камыш) и плавающая на поверхности растительность (ряска).

Исследования показали, что с увеличением содержания СПАВ в воде с 0,5 до 2,0 мг/дм" величина испаряемости плавно увеличивается. Максимальное значение испаряемости (24 %) наблюдается при добавлении в воду 2,0 мг/дм3 СПАВ. Дальнейшее увеличение содержания СПАВ в воде с 2,0 до 5,0 мг/дм3 снижает величину испаряемости по сравнению с контрольным вариантом (рис. 6).

: | I ■ I

15 —1—1—,—Ш—,—1—1—|—1—]—|—1—1—1—1—1—,

0,0 0,5 1.0 2,0 3,0 5,0

Содержанке СПАВ в »оде, мг/дм1

Рисунок 6. Зависимость степени испарения с водной поверхности от содержания

СПАВ в воде

Однако для поддержания повышенной величины испарения ингредиент требуется вносить постоянно, поддерживать содержание СПАВ в воде в пределах 1,5-2,0 мг/дм3. Расчёт времени деструкции СПАВ, произведенный исходя из закономерностей, полученных в главе 3 (уравнение 1), показывает, что при наличии в водоёме ВВР повторное внесение СПАВ осуществляется через 1 сутки, а в водоёмах без ВВР - через 2 суток.

Известно также, что ВВР в процессе своей жизнедеятельности сама по себе способна изменять испаряемость с водной поверхности. Результаты исследований показали, что полупогружённые макрофиты ускоряют процесс испарения в 2 раза, а плавающие на поверхности - в 2 раза замедляют его.

Таким образом, внесение добавок СПАВ в указанной концентрации в сочетании с использованием природных свойств полупогружённых макрофитов представляется перспективным методом повышения испаряемости с поверхности технических водоёмов.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

Основные научные и практические результаты исследований заключаются в следующем:

1.При прочих равных условиях наибольшая скорость снижения содержания СПАВ в природных водах наблюдается в присутствии элодеи канадской и рогоза узколистного. В целом, все виды рассмотренных макрофитов могут быть успешно использованы для интенсификации процессов самоочищения. Наличие искусственных субстратов также способствует увеличению самоочищающей способности природных вод, однако эффективное использование их в биоинженерных системах наряду с растительностью не представляется целесообразным.

2. Получены уравнения процессов снижения концентрации СПАВ для непроточных систем с инертными синтетическими носителями, с ВВР и без таковой. Во всех рассмотренных вариантах процесс описывается кинетическим уравнением реакции первого порядка С = С0 * е"

3. Выявлены закономерности изменения концентрации СПАВ в воде в результате десорбции их со дна в воду при различных кислородных и гидродинамических условиях при температурах летней и зимней межени и получены математические зависимости, описывающие динамику указанных процессов.

4. Поступление СПАВ со дна путём десорбции может составлять от 50 до 72 % от содержащегося в донных осадках. Однако концентрация их в воде значительно уменьшается за счёт протекания процессов самоочищения, особенно в условиях

летней межени в присутствии активно вегетирующих макрофитов, а также при аэрации водных масс за счёт перемешивания их потоком воды.

5. Разработана технологическая схема снижения содержания СПАВ в воде, основанная на интенсификации внутриводоёмных процессов интродукцией в водные объекты макрофитов с продолжительным или круглогодичным периодом вегетации, таких как элодея канадская и рогоз узколистный.

6. Выполненная в работе оценка величины предотвращённого экологического ущерба, наносимого водным ресурсам, показала, что предотвращённый экологический ущерб в результате внедрения технологической схемы снижения содержания СПАВ в воде составляет 11888,5 тыс. руб. в год, окупаемость сооружения - 2,4 года.

7. Разработан метод решения практической задачи по регулированию испарения с поверхности технических водоёмов ряда предприятий Среднего Урала, основанный на сочетании внесения добавок СПАВ с использованием природных свойств полупогружённой растительности.

Основные результаты исследований опубликованы в работах:

1. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Возможности интенсификации процессов самоочищения природных водных объектов от поверхностно-активных веществ. Проблемы водного хозяйства республики Башкортостан и пути их решения: Материалы научно-практической конференции, посвящённой международному дню воды. - Уфа: МПР, Вельское Бассейновое Водное Управление, 22 марта 2001 г. - С. 57.

2. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение процессов самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ. Научные труды I отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ.: Сборник статей Ч 2. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. - С. 258-259.

3. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Исследование загрязнённости некоторых водоёмов Среднего Урала синтетическими поверхностно-активными веществами. Акватерра: Тез. докл. Четвёртая международная конф. - С-Пб., 13-16 ноября 2001. - С. 85-87.

4. Попов А.Н., Бондаренко В.В., Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение возможностей интенсификации процессов самоочищения природных вод от

синтетических поверхностно-активных веществ. Акватерра: Тез. докл. Четвёртая международная конф. - С-Пб, 13-16 ноября 2001. - С. 150-151.

5. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение процесса десорбции синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений в анаэробных условиях. Экватек-2002: Материалы конгресса.// под общ. ред. проф. Л.И. Эльпинера. - М., 2002. - С. 59-60.

6. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Загрязнение природных водных объектов синтетическими поверхностно-активными веществами. Научные труды II отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ.: Сборник статей. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. - С. 129-131.

7. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Исследование загрязнённости реки Чусовой синтетическими поверхностно-активными веществами. Река Чусовая: проблемы изучения и сохранения природного и культурно-исторического наследия: Тез. научно-практ. семинара. - Нижний Тагил, 2002. - С. 46-47.

8. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение влияния элодеи канадской и ряски на интенсивность процесса самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ. Динамика систем, механизмов и машин: Материалы IV Межд. науч.-техн. конф. - Омск, 12-14 ноября 2002. - С. 267268.

9. Kolesnikova E.V. The Role of Higher Aquatic Plants in the Self-purification from Synthetic Anionic Surface Active Compounds. Abstracts of the Second International Conference on Ecological Chemistry. - Republic of Moldova, Stiinta, October 11 -12, 2002. C. 15.

10. Вайтнер Е.В. Изучение вторичного загрязнения природных вод при десорбции синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений. Водное хозяйство России т. 4, № 2. 2002. - С. 195-204.

11. Вайтнер Е.В. Десорбция синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений в анаэробных условиях как источник вторичного загрязнения водных объектов. Научные труды III отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ.: Сборник статей. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002.-С. 146-147.

12. Вайтнер Е.В. Интенсификация процесса самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ с использованием высшей водной растительности. Актуальные экологические проблемы республики Татарстан: Тез. докл. конф. - Казань, 10-11 декабря 2002 г. С. 315-316.

13. Вайтнер Е.В., Попов А.Н. Исследование влияния высшей водной растительности на интенсивность протекания процесса самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ в условиях непроточных систем. Водное хозяйство России. - т. 5, № 3. 2003. - С. 537-545.

14. Попов А.Н., Вайтнер Е.В. Изучение вторичного загрязнения водных объектов СПАВ при десорбции их из донных отложений в условиях летней межени.

»15575

Экологические проблемы промышленных регионов. Тез. докл. всерос. конф. -Екатеринбург, 19-21 марта 2003 г. - С. 248-249.

15. Вайтнер Е.В. Десорбция синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений как источник вторичного загрязнения водных объектов. Вестник УГТУ-УПИ, № 3 (23). - Екатеринбург, 2003. - С. 195-199.

16. Вайтнер Е.В., Попов А.Н. Влияние высшей водной растительности на динамику самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ. Чистая вода России - 2003. Тез. докл. VII междунар. симп. - Екатеринбург, 15-19 апреля 2003 г. - С. 24-25.

17. Вайтнер Е.В., Попов А.Н. Влияние рогоза узколистного и рдеста гребенчатого на динамику процессов трансформации СПАВ в природных водах. Водное хозяйство России. - т. 5, № 5. 2003. - С. 437-448.

18. Вайтнер Е.В. Изучение влияния инертных носителей микрофлоры на снижение содержания СПАВ в природных водах. Акватерра: Тез. докл. Пятая международная конф. - С-Пб, 14-17 ноября 2003. - С. 183-184.

Редакционно-издательский отдел ГОУ ВПО УГТУ-УПИ 620002, Екатеринбург, Мира, 19 Ризография НИЧ ГОУ ВПО УГТУ-УПИ. 620002, Екатеринбург, Мира, 19

Подписано в печать Бумага писчая Уч. - изд. л. 2,0

Офсетная печать Тираж 100 Заказ

Формат 60x84 1/16 Усл. печ. л. 1 Бесплатно

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Вайтнер, Елена Викторовна

Введение.

Глава 1. Особенности протекания процесса самоочищения природных вод от СПАВ и возможности его интенсификации.

1.1. Основные характеристики, распространённость и особенности поведения СПАВ в природных водных объектах.

1.1.1. Особенности влияния СПАВ на качество природных вод и водные экосистемы.

1.1.2. Влияние СПАВ на испаряемость с поверхности водных объектов.

1.1.3. Распространённость СПАВ в поверхностных водных объектах.

1.1.4. Источники поступления СПАВ в природные водные объекты.

1.2. Биологические факторы самоочищения природных вод от СПАВ.

1.2.1. Влияние высшей водной растительности на интенсивность протекания процессов самоочищения природных вод от СПАВ.

1.3. Взаимодействие СПАВ с донными отложениями.

1.4. Постановка цели и задач исследования.

Глава 2. Методика проведения исследований.

2.1. Методика исследования процессов самоочищения природных вод от СПАВ в условиях лабораторного моделирования.

2.2. Методика исследования процессов самоочищения природных вод от СПАВ в условиях натурного моделирования.

2.3. Методика исследования процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ.

2.4. Методика исследования влияния СПАВ и высшей водной растительности на испаряемость с поверхности воды.

Глава 3. Интенсификация процессов самоочищения природных вод от СПАВ в условиях лабораторного и натурного моделирования.

3.1. Определение пределов токсичности СПАВ по отношению к высшей водной растительности.

3.2. Изучение динамики трансформации СПАВ в природных водах в отсутствие растительности.

3.3. Изучение влияния ряски малой на снижение содержания СПАВ в природных водах.

3.4. Изучение влияния рогоза узколистного на снижение содержания

СПАВ в природных водах.

3.5. Изучение влияния элодеи канадской на снижение содержания

СПАВ в природных водах.

3.6. Изучение влияния рдеста гребенчатого на снижение содержания

СПАВ в природных водах.

3.7. Изучение влияния ВВР на снижение содержания СПАВ в природных водах в условиях натурного моделирования.

3.8. Изучение влияния инертных носителей микрофлоры на снижение содержания СПАВ в природных водах.

Выводы по главе 3.

Глава 4. Вторичное загрязнение водных объектов СПАВ при десорбции их из донных отложений.

4.1 Распределения СПАВ между водной фазой и донными наносами в природных водных объектах Среднего Урала.

4.2. Вторичное загрязнение природных вод СПАВ при десорбции их из донных отложений в аэробных условиях при температурах летней межени.

4.3. Вторичное загрязнение природных вод СПАВ при десорбции их из донных отложений в динамических условиях при температурах летней межени.

4.4. Вторичное загрязнение природных вод СПАВ при десорбции их из донных отложений в условиях дефицита растворённого в воде кислорода при температурах летней и зимней межени.

Выводы по главе 4.

Глава 5. Технология доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков и очистки руслового и рассредоточенного стока от СПАВ в условиях Среднего Урала).

5.1. Алгоритм технологии организации и использования БИС для доочистки сточных вод сосредоточенных выпусков ботаническая площадка).

5.2. Алгоритм технологии организации и использования БИС для очистки руслового и рассредоточенного стока (биоплато).

5.3. Технологическая схема снижения содержания СПАВ в водной массе.

5.4. Эколого-экономическая оценка эффективности использования предложенной технологической схемы для снижения содержания

СПАВ вводе.

Глава 6. Повышение испарения с поверхности водоёмов с помощью внесения СПАВ.

6.1. Изучение повышения испаряемости с поверхности водоёмов при внесении добавок СПАВ в отсутствие растительности.

6.2. Изучение влияния высшей водной растительности на испаряемость с поверхности водоёмов.

6.3. Методика повышения испаряемости с поверхности технических водоемов.

Выводы по главе 6.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Технология снижения содержания анионных синтетических поверхностно-активных веществ в поверхностных водных объектах"

Актуальность темы исследования. Значительную часть антропогенной нагрузки, приходящейся на поверхностные водные объекты, составляют сточные воды, содержащие синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ), которые входят в состав всех хозяйственно-бытовых и большинства промышленных сточных вод.

95-98 % общего количества применяемых в нашей стране детергентов - синтетических моющих средств (CMC), вырабатываемых промышленностью, составляют анионные и неионогенные СПАВ и моющие средства на их основе, которые, как правило, характеризуются низкой биологической разлагаемостью и в силу своей химической природы оказывают существенное отрицательное воздействие на водные объекты. Устойчивость СПАВ к биохимическому окислению является причиной накопления их в водных объектах, особенно в донных отложениях, что, в свою очередь, приводит к снижению самоочищающей способности природных вод и создаёт опасность вторичного загрязнения водоёмов и водотоков.

Именно по этой причине СПАВ входят в группу наиболее распространённых в поверхностных водах загрязняющих веществ и проблемы, связанные с охраной от них водных объектов, приобрели за последнее время особую остроту и актуальность.

Однако существующие разработки БИС касаются снижения биогенной нагрузки на водные объекты, защиты от металлов, легкоокисляемых органических веществ, нефтепродуктов, и не решают вопроса защиты от таких трудноокисляемых органических веществ, как СПАВ. Знание же характера протекания процессов самоочищения вод от СПАВ и эффективное их использование позволило бы поддерживать водные объекты в удовлетворительном санитарном состоянии.

Некоторые, на первый взгляд негативные, свойства СПАВ, такие как снижение поверхностного натяжения воды, и, как следствие, увеличения испаряемости с её поверхности, в определённых условиях могут быть использованы для решения практических технологических проблем, возникших в настоящее время на ряде технических водоёмов предприятий Среднего Урала. Поскольку любые виды деятельности на данных водоёмах запрещены, то внесение СПАВ для ликвидации угрозы прорыва загрязнённых масс воды можно не ограничивать существующими нормативными рамками, но при этом необходимо учитывать постепенное снижение содержание веществ во времени, обусловленное процессами самоочищения вод.

Цели и задачи. Целью диссертации являлась разработка технологии организации и использования биоинженерных систем для защиты водных объектов от загрязнения СПАВ.

Для достижения поставленной цели в процессе исследования были решены следующие задачи: выполнен критический анализ имеющихся литературных данных об источниках поступления и формах нахождения СПАВ в водных объектах и их влиянии на водную экосистему;

- изучена динамика процессов снижения концентрации СПАВ в природных водах путём лабораторного моделирования в присутствии различных видов ВВР в вегетационный и вневегетационный периоды с целью определения приоритетного состава биоценоза;

- изучена динамика процессов снижения концентрации СПАВ в водоёмах и водотоках в натурных условиях в вегетационный период;

- изучена динамика процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ в различных условиях;

- разработана биоинженерная технология защиты водных объектов от загрязнения СПАВ, основанная на водоочистных свойствах звеньев водной экосистемы; изучено влияние содержания СПАВ в воде на величину испаряемости с поверхности водоёма; разработана методика повышения испаряемости с поверхности технических водоёмов.

Предмет исследования - процессы, происходящие при самоочищении и вторичном загрязнении природных вод СПАВ в водных объектах и биоинженерных системах.

Методологические основы и методы исследования. Теоретической и методологической основой исследований являются фундаментальные труды отечественных и зарубежных учёных по проблемам трансформации СПАВ в водных массах, очистки сточных вод от СПАВ и создания биоинженерных систем. В работе использовался комплекс методов исследования, включающий в себя натурные исследования водных объектов, лабораторное и натурное моделирование. В качестве общих методов исследования использовался системный комплексный подход к анализу материалов, полученных в результате использования стандартных методов, применяемых в гидрохимии, гидробиологии, гидрологии, а также обобщения опыта отечественных и зарубежных исследователей; методы математической статистики (пакет прикладных статистических программ для ПЭВМ), экономико-математического моделирования, теории оптимальных решений, логического и сравнительного анализа.

Научная новизна исследований.

- получены уравнения, характеризующие процесс вторичного загрязнения водной среды СПАВ в результате протекания процесса десорбции их из донных отложений в различных условиях;

- разработана методика повышения испаряемости с поверхности технических водоёмов путём внесения добавок СПАВ.

На защиту выносятся:

- результаты исследования процессов биодеградации СПАВ в водных объектах в различных условиях и способы интенсификации этих процессов;

- результаты исследования процессов вторичного загрязнения природных вод СПАВ в условиях летней и зимней межени при различных гидродинамических и кислородных условиях;

- результаты исследования по повышению испаряемости с поверхности технических водоёмов.

Практическая значимость результатов исследований. На основании научных результатов диссертации и имеющихся литературных данных разработана технология снижения содержания СПАВ в воде на основе совместного использования нескольких видов макрофитов, а также методика повышения испаряемости с поверхности технических водоёмов.

Разработанная технология защиты водных объектов от загрязнения СПАВ применима для снижения массы загрязнения до нормативов ПДК на существующих и вновь организуемых системах по очистке и доочистке сосредоточенного и рассредоточенного стоков, поступающих в водный объект, а также непосредственно в поверхностных водных объектах: малых и средних реках, водохранилищах, обеспечивая достаточно эффективное регулирование качества вод по содержанию СПАВ.

Достоверность научных положений, выводов и рекомендаций обоснована результатами теоретических исследований, при использовании в работе методов химического и физико-химического анализов, математической обработки данных, обобщения полученных результатов графоаналитическим методом.

Апробация работы. Основные положения и результаты работы представлены на I - III отчетных конференциях молодых ученых ГОУ УГТУ-УПИ, Екатеринбург 2000-2003; на научно-практической конференции "Проблемы водного хозяйства Республики Башкортостан и пути их решения", Уфа, 2001 г; на IV Международной конференции и выставке "Акватерра-2001", С.-Петербург, 2001 г.; на IV Международной научно-технической конференции "Динамика систем механизмов и машин", Омск 2002 г.; на V Международном конгрессе "Вода: экология и технология" (Экватек-2002), Москва, 2002 г.; на "Second International Conference on Ecological Chemistry", Молдова, 2002 г.; на научно-практической конференции "Экологические проблемы промышленных регионов", Екатеринбург 2003 г.; на VII Международном симпозиуме и выставке "Чистая вода России-2003", Екатеринбург, 2003 г.

Заключение Диссертация по теме "Геоэкология", Вайтнер, Елена Викторовна

ВЫВОДЫ

1. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать заключение, что наиболее результативному ускорению процесса испарения с поверхности водоёма (в 2 раза по сравнению с контрольным вариантом) способствуют полупогружённые макрофиты, такие как тростник обыкновенный, рогоз узколистный и широколистный, камыш озёрный, ежа сборная и др.

2. Достаточно эффективным для увеличения величины испаряемости представляется добавление в воду СПАВ из расчёта 2 мг/дм3, преимущественно в тех водных объектах, развитие полупогружённой растительности в которых по ряду причин может быть затруднено.

3. На основании проведённых исследований разработана методика регулирования испарения с поверхности технических водоёмов ряда предприятий Среднего Урала, основанная на сочетании внесения добавок СПАВ с использованием природных свойств полупогружённой растительности.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе на базе выполненных автором исследований предложено решение проблемы, касающейся защиты водных объектов от загрязнения СПАВ, основанное на интенсификации внутриводоёмных процессов интродукцией в водные объекты макрофитов с продолжительным или круглогодичным периодом вегетации. Изучение же некоторых физико-химических особенностей СПАВ показало потенциальную возможность использования их адсорбционных свойств, способствующих снижению поверхностного натяжения воды, для решения практических задач по регулирования испарения с поверхности технических водоёмов ряда предприятий Среднего Урала с целью предотвращения их переполнения и поступления загрязненных масс воды в природные водные объекты.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. Экспериментально определены пределы токсичности СПАВ по отношению к рассмотренным видам ВВР. Пределом токсичности по СПАВ для рогоза узколистного и ряски малой является содержание их в воде, равное 25 мг/дм3, а для элодеи канадской и рдеста гребенчатого — 15 мг/дм3.

2. Все виды рассмотренных макрофитов активно способствуют снижению содержания СПАВ в природных водах и могут быть успешно использованы для интенсификации процессов самоочищения природных вод от указанных ингредиентов. Наличие искусственных субстратов также способствует увеличению самоочищающей способности природных вод, однако эффективное использование их в биоинженерных системах наряду с растительностью не представляется целесообразным.

3. При прочих равных условиях в целом по эффективности влияния (величина самоочищающей способности, остаточная концентрация и значения констант скорости снижения содержания СПАВ в природных водах) исследованные варианты формируют следующий ряд:

Элодея > Рогоз > Рдест > Ряска > Ерши > Контроль.

4. В результате лабораторного и натурного моделирования получены уравнения процессов снижения концентрации СПАВ для непроточных систем с инертными синтетическими носителями, с ВВР и без таковой. Во всех рассмотренных вариантах процесс описывается кинетическим уравнением реакции первого порядка.

Исследования показали, что присутствующие в водных объектах донные грунты активно участвуют в процессах трансформации СПАВ. Доля сорбционных процессов в снижении содержания СПАВ в природных водах может составлять от 2-18 % (в присутствии ВВР) до 60 % (при её отсутствии).

Обследование ряда водных объектов Среднего Урала (pp. Чусовая, Северушка, Исеть, Верхнемакаровское водохранилище) показало наличие повышенного содержание СПАВ в донных наносах. Концентрация СПАВ в донных отложениях превышает их содержание в воде от 65 до 245 раз для различных створов наблюдения. Выявлены закономерности изменения концентрации СПАВ в воде в результате десорбции их со дна в воду при различных кислородных и гидродинамических условиях при температурах летней и зимней межени и получены математические зависимости, описывающие динамику указанных процессов.

Поступление СПАВ со дна путём десорбции может составлять от 50 до 72 % от содержащегося в донных осадках. Однако концентрация их в воде значительно уменьшается за счёт протекания процессов самоочищения, особенно в условиях летней межени в присутствии активно вегетирующих макрофитов, а также при аэрации водных масс за счёт перемешивания их потоком воды.

Разработана технологическая схема снижения содержания СПАВ в воде, основанная на совместном использовании элодеи канадской и рогоза узколистного. Выполненная в работе оценка величины предотвращённого экологического ущерба, наносимого водным ресурсам, показала, что предотвращённый экологический ущерб в результате внедрения технологической схемы снижения содержания СПАВ в воде составляет 11888,5 тыс. руб. в год, окупаемость сооружения - 2,4 года. На основании полученных экспериментальных данных можно сделать заключение, что присутствие в водоёме полупогружённых макрофитов (тростник обыкновенный, рогозы узколистный и широколистный, камыш озёрный, ежа сборная и др.) способствует наиболее эффективному ускорению процесса испарения с поверхности водоёма. В тех водных объектах, развитие полупогружённой растительности в которых затруднено, для увеличения величины испаряемости результативным является добавление в воду СПАВ, л из расчёта 2,0 + 0,5 мг/дм .

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата технических наук, Вайтнер, Елена Викторовна, Екатеринбург

1. Эрнестова Л.С., Вулф Н. Ли. Механизмы окислительно-восстановительной трансформации загрязняющих веществ в природных водах// Водные ресурсы. — 1995. -№6.-С. 135-141.

2. Вавилин В.А. Нелинейные модели биологической очистки и процессов самоочищения в реках. М.: Наука, 1983. - 160 с.

3. Савицкий В.Н., Стецько Н.С., Осадчий В.И., Хильчевский В.К., Пелешенко В.К. Содержание и распределение некоторых загрязняющих веществ в водах Дуная// Водные ресурсы. 1993. - № 4. - С. 462-468.

4. Евтушенко Н.Ю. О комплексном подходе к исследованию гидроэкологического состояния Дуная на основе мониторинга// Водные ресурсы. 1993. - № 4. - С. 412-419.

5. Клюев Н.А., Бродский Е.С., Муренец Н.В., Тарасова О.Г., Жильников В.Г. Определение органических загрязняющих веществ воде Дуная методом хромато-масс-спектрометрии// Водные ресурсы. — 1993. № 4. - С. 479-485.

6. Расинцева Н.И., Саркисова С.А. Загрязнение вод и первичная продукция органического вещества фитопланктона в Дунае// Водные ресурсы. 1993. - № 4. - С. 505-509.

7. Черняева Л.Е., Черняев А.М., Шаманаев Ш.Ш., Яковлева Н.А. Гидрохимия СПАВ. — Л.: Гидрометеоиздат, 1982. 141 е.: ил.

8. Стокер Х.С., Сигер С.Л. Загрязнение органическими веществами (нефть, пестициды и ПАВ)/ В кн.: Химия окружающей среды. Пер. с англ. (Под ред. Цыганкова А.П.) М.: Химия, 1982.-672 с.

9. Дудова М.Я. Современное состояние методов оценки общей загрязнённости природных и сточных вод органическими веществами// Водные ресурсы. 1977. -№ 5. - С. 133-142.

10. Соколов А .А. Вода: проблемы на рубеже XXI века. — Л.: Гидрометеоиздат, 1986 — 168 с.

11. Малюсова М.М. Влияние трёх моющих средств состава БМС-8 на метановое брожение осадка сточных вод/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. -1970. - Вып 63. - № 5. - С. 64-71.

12. Лукиных Н.А., Луценко Г.Н., Цветкова Н.И. Очистка сточных вод современных прачечных/ Научные труды АКХ: Очистка сточных вод. ОНТИ АКХ. - 1975. - Вып. 105.-С. 73-80.

13. Лукиных Н.А., Липман Б.Л., Гецина Г.И. Доочистка биохимически очищенных городских сточных вод от синтетических поверхностно-активных веществ/ Научные труды АКХ: Очистка сточных вод. ОНТИ АКХ. - 1975. - Вып. 105. - С. 55-62.

14. Лукиных Н.А., Луценко Г.Н., Цветкова А.И. Очистка сточных вод прачечных, применяющих синтетические моющие средства/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1973. - Вып. 94. - С. 71-79.

15. Лукиных Н.А., Разумовский Э.С., Гецина Г.И. Удаление синтетических поверхностноактивных веществ из сточных вод, прошедших биологическую очистку/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. -С. 77-88.

16. Гусев А.Г. Нормирование поверхностноактивных веществ в воде рыбохозяйственных водоёмов/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 94-120.

17. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации анионактивных ПАВ в пробах сточных вод экстракционно-фотометрическим методом: ПНД Ф 14.1.15-95. М., 1995 г.

18. Брагинский Л. П., Перевозченко И.И., Калениченко К.П., Пищолка Ю.К. Биологические факторы деградации пестицидов и детергентов (СПАВ) в водной среде/ Самоочищение и биоиндикация загрязнённых вод. -М.: Наука, 1980. 279 с.

19. Камшилов М.М. Экологические аспекты загрязнения водных объектов и принципиальные пути борьбы с ними// Гидробиологический журнал. 1979. - т. XV. -№ 1.-С. 3-10.

20. Аникин Ю.В. Очистка сточных вод от красителей и ПАВ макропористыми ионитами// Охрана природных вод Урала. Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во. - 1987. - № 17. - С. 65-73.

21. Туров Ю.П., Пирогова И.Д., Гузняева М.Ю., Ермашова Н.А. Органические примеси в природных водах в районе г. Стрежнево// Водные ресурсы. 1998. - № 4. - С. 455-461.

22. Органическое вещество и биогенные элементы во внутренних водоёмах: Тез. докл. IV Всесоюзного симпозиума. Петрозаводск: Карельский филиал АН СССР, 1983. - 126 с.

23. Шаманаев Ш.1П., Черняев A.M., Яковлева Н.А. Биохимическое окисление алкилсульфатов натрия// Охрана природных вод Урала. Свердловск: Сред.-Урал. кн. изд-во. - 1987. - № 17. - С. 74-82.

24. Цветкова А.И., Щетинина Г.П. К вопросу об очистке сточных вод механизированных прачечных/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63.-№5. -С. 121-132.

25. Лурье Ю.Ю., Антипова П.С. Химическая очистка воды от некоторых видов анионных синтетических поверхностноактивных веществ/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 133-139.

26. Пушкарёв В.В., Трофимов Д.И. Физико-химические особенности очистки сточных вод от поверхностно-активных веществ. М.: Химия, 1975. - 144 е., ил.

27. Терентьева Н.А. Синтетические поверхностно-активные вещества и их влияние на аэрацию сточных вод/ Научные труды АКХ: Очистка сточных вод. ОНТИ АКХ. -1975.-Вып. 105.-С. 63-72.

28. Фелленберг Г. Загрязнение природной среды. Введение в экологическую химию: Пер. с нем. М.: Мир, 1997. - 232 е., ил.

29. Эрнестова Л.С., Семёнова И.В. Влияние продуктов фотохимической активности кислорода на самоочищающую способность природных вод// Водные ресурсы. 1994. - № 3. - С. 334-338.

30. Никаноров А.М. Применение экологического моделирования для определения пределов устойчивости развития пресноводных экосистем и экологического нормирования// Водные ресурсы. 1995. - № 2. - С. 214-217.

31. Бердавцева Л.Б., Лебедев Ю.М. Временные и пространственные закономерности трансформации органического вещества в Можайском водохранилище// Водные ресурсы. 1986.-№2.-С. 118-124.

32. Терентьева Н.А. Влияние синтетических поверхностно-активных веществ на процессы растворения кислорода/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. -1970. - Вып 63. - № 5. - С. 45-53.

33. Долженко Л.С., Каплин В.Т. Самоочищение природных вод от анионных синтетических поверхностно активных веществ в условиях моделирования// Гидрохимические материалы. 1969. - т. LI. - С.178-185.

34. Каплин В.Т., Зернова Л.С., Косогова А.С. Изучение распада анионных синтетических поверхностно-активных веществ на моделях водотоков// Гидрохимические материалы.- 1969. т. XLIV. - С. 190-195.

35. Каплин В.Т, Зернова Л.С., Косогова А.С. Изучение распада катионных синтетических поверхностно-активных веществ на моделях водоёмов// Гидрохимические материалы.- 1969. т. XLIV. - С. 195-203.

36. Паршикова Т.В., Негруцкий С.Ф. Влияние поверхностно-активных веществ на водоросли (обзор)// Гидробиологический журнал. 1988. - т. 24. - № 6. - С. 46-57.

37. Ярушек Н.Е. Роль водных бактерий в самоочищении водоёмов от загрязняющих компонентов// Круговорот вещества и энергии в водоёмах: Антропогенное влияние на водоёмы. Иркутск, 1981. - Вып. VIII. - С. 127-129.

38. Phelps Е. В., Streeter H.W. A Study of the Pollution and Natural Purification of the Ohio River. Public Health Bulletin, 146, Washington, 1925.

39. Щербань Э.П. Жизнеспособность и плодовитость планктонных ракообразных в условиях интоксикации ПАВ// Круговорот вещества и энергии в водоёмах: Антропогенное влияние на водоёмы. Иркутск, 1981. - Вып. VIII. - С. 96-97.

40. Маляревская А.Я., Карасина Ф.М., Матвийчук В.Г. Обмен веществ у гидробионтов в условиях антропогенного воздействия на водоёмы// Круговорот вещества и энергии в водоёмах: Антропогенное влияние на водоёмы. Иркутск, 1981. - Вып. VIII. - С. 79-81.

41. Каминский B.C. Современные проблемы нормирования качества поверхностных вод//- Водные ресурсы. 1980. - № 3. - С. 160-168.

42. Кандюк Р.П., Паламарчук В.И. Влияние лаурилсульфата натрия на стеариновую фракцию MY A ARENARIA L // Гидробиологический журнал. 1977.- т. 23. - № 2. - С. 93-96.

43. Смирнова Н.Н. Исследование токсичности Дунайских водII Водные ресурсы. — 1993. -№ 4. С. 523-528.

44. Любезнов Ю. Е., Гаипова А. П., Дементьева Т.Т., Тимук О.Е., Бараткулиева Г.Х. Гидробиология и качество воды Гарагумского каналаII Водные ресурсы. 1996. - №3.- С. 339-345.

45. Маляревская А. Я. Биохимические механизмы адаптации гидробионтов к токсическим веществам (обзор)// Гидробиологический журнал. 1985. - т. 21. - № 3. - С. 70-82.

46. Максимов В.Н., Нагель X., Остроумов С.А. Биотестирование вод, содержащих ПАВ (сульфанол) и ДНОКII Гидробиологический журнал. 1988. - т. 24. - № 4. - С. 54-55.

47. Щербань Э.П. Токсичность некоторых синтетических поверхностно-активных веществ для Daphnia Magna Straus// Гидробиологический журнал. 1979. - т. 15. - № 3.- С. 69-74.

48. Щербань Э.П. Влияние алкилбензолсульфоната (R=Cio-Ci3) на основные биопараметры и продуктивность Daphnia Magna Straus// Гидробиологический журнал, -т. 16,№2,1980. С. 102-105.

49. Коскова Л.А., Козловская В.И. Токсичность СПАВ и моющих средств для водных животных (обзор)// Гидробиологический журнал. 1979. - т. 15. - № 1. - С. 77-83.

50. Паршикова Т.В., Шевченко С.Н. Влияние поверхностно-активных веществ на содержание хлорофилла в клетках водорослей. Ред. Гидробиол. ж. АН УССР, Киев, 1998. - 8 е.: ил. - Библиограф. 6 назв.

51. Брагинский Л.П., Бескаравайная В.Д. Влияние токсикантов на фитопланктон и первичную продукцию • природных вод: В сб. Трансформация органических и биогенных веществ при антропогенном эвтрофировании озёр. Л.: Наука, 1989 - 268е.: ил.

52. Брагинский Л.П. Принципы классификации и некоторые механизмы структурно-функциональных перестроек пресноводных экосистем в условиях антропогенного пресса// Гидробиологический журнал. 1998. - т. 34. - № 6. - С. 72-94.

53. Строганов Н.С. Сравнительная чувствительность гидробионтов к токсикантам// Общая экология. Биоценология. Гидробиология. — М., 1976.

54. Бойченко В.К., Эйнор Л.О., Ланцов В.Ф., Дмитриева Н.Г., Букреева О.П., Шимина Н.П. К вопросу о загрязнении и самоочищении воды в малой реке// Водные ресурсы. -1986.-№2.-С. 102-110.

55. Камшилов М.М. Экспериментально-биогеоценологический подход к борьбе с загрязнениями водоёмов// Водные ресурсы. 1977. - № 5. - С. 143-149.

56. Шлычкова В.В., Архипенко Н.И., Каплин В.Т. Главные процессы самоочищения от катионных синтетических поверхностно активных веществ в природных водах// Гидрохимические материалы. 1977. - т. 69. - С. 51-55.

57. Шлычкова В.В., Архипенко Н.И., Каплин В.Т. Роль отдельных факторов в скорости превращения в природных водах катионных поверхностно-активных веществ// Гидрохимические материалы. 1969. - т. L1. - С. 56-62.

58. Каплин В.Т., Шлычкова В.В., Долженко Л.В., Косогова А.С. Распад синтетических неионогенных поверхностно активных веществ в природных водоёмах// Гидрохимические материалы. 1968. - т. XLVI. - С. 56-62.

59. Каплин В.Т., Панченко С.Е.,. Шлычкова В.В. Самоочищение реки Сунжи// Гидрохимические материалы. — 1968. т. XLVI. - С. 208-219.

60. Браяловский Б.С. Удаление ПАВ из водных растворов фильтрацией/ Прогноз и регулирование качества воды. Красноярск: СибНИИГИМ, 1989. - С. 75-79.

61. Луценко Г.Н. Распад анионактивных веществ в процессе анаэробного сбраживания/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. -С. 72-76.

62. Лукиных Н. А., Разумовский Э.С., Липман Б.Л. Очистка в аэротенках и на биофильтрах сточных вод, загрязнённых синтетическими поверхностно-активнымивеществами/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. -Вып 63.-№5.-С. 22-32.

63. Лурье Ю. Ю., Антипова П.С. Химическая очистка воды от некоторых видов анионных синтетических поверхностно-активных веществ/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 11-15.

64. Лукиных Н.А. Основные направления решения проблемы предохранения водоёмов от загрязнения синтетическими поверхностно-активными веществами/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 3-10.

65. Липман Б. Л., Карасёва Н.М., Самсонова Г.И. Биохимическое окисление синтетических поверхностно-активных веществ анионного типа/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 16-21.

66. Черняев A.M., Шаманаев Ш.Ш., Беличенко Ю.П. Изучение изменения анионных синтетических поверхностно-активных веществ в природных водах// Водные ресурсы. 1988.-№2.-С. 173-176.

67. Клименко О.А. К оценке загрязнённости воды р. Подкумок в нижнем течении в 19651967 гг// Гидрохимические материалы. 1969. - т. L1. - С. 161-166.

68. Драчёв С.М. Борьба с загрязнением рек, озёр и водохранилищ промышленными и бытовыми стоками. М.-Л.: Изд. Наука, 1964. — 275 с.

69. Гординг И.В., Кирпичникова К.В., Кирпичников С.В., Лохткж Р.А. Динамика загрязнения Верхней Волги талым стоком с городских территорий// Водные ресурсы. -1990.-№2.-С. 37-42.

70. Росщупко В.Ф. Материалы по цветности и химическому составу вод Верхневолжского водохранилища: в кн. Химизм внутренних водоёмов и факторы их загрязнения и самоочищения. Л.: Наука, 1968. - С. 120-128.

71. Драчёв С.М. Изменение химического состава и свойств воды реки Москвы в связи с загрязнением и процессами самоочищения: в кн. Химизм внутренних водоёмов и факторы их загрязнения и самоочищения. Л.: Наука, 1968. - С. 152-198.

72. Кривопалова З.Ф. Определение степени экологической напряжённости в водохранилищах Южного Урала. Бассейн реки: Эколого-водохозяйственные проблемы рационального водопользования. Тез. докл. всероссийск. конф. -Екатеринбург, 1996. С. 59-60.

73. Зенин А.А., Сергеева О.В. Прогноз гидрохимического режима и качества воды р. Белой// Гидрохимические материалы. 1969. - т. CIX. - С. 20-34.

74. Прохорова Н.Б. Эколого-экономический механизм управления водохозяйственной деятельностью в бассейне реки в период перехода к устойчивому водопользованию: Докг. дис. д-р экон. наук Екатеринбург, 1997.

75. Отчёт о НИР по теме 2.1. Разработка концепции, нормативных документов и технологий восстановления поверхностных водоисточников питьевого назначения РФ. Екатеринбург, 1999. 40 с.

76. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение вторичного загрязнения природных вод при десорбции синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений// Водное хозяйство России т. 4, № 2. 2002. С. 195-204.

77. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение процесса десорбции синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений в анаэробных условиях. Экватек-2002: Материалы конгресса// под общ. ред. проф. Л.И. Эльпинера. — М., 2002. С. 59-60.

78. Отчёт о НИР. Определение расчётных параметров самоочищения для прогноза качества воды рек бассейна Тобола (на примере р. Тагил и р. Исеть). Свердловск, 1973 -41 с.

79. Отчёт о НИР. Провести экспериментальные исследования и дать оценку самоочищающей способности загрязнённых рек бассейна р. Тобол, уточнить параметры для расчёта смешения и самоочищения. Свердловск, 1975. 191 с.

80. Лапшина Т.П., Хоменко А.Н., Лебедев А.Т., Петросян B.C., Горшков В.В. Компонентный состав промышленных сточных вод// Гидрохимические материалы. -1990.-т. 109.-С. 139-151.

81. Мингазова Н.М., Деревенская О.Ю. Концепция и методология восстановления малых озёр// Гидробиологический журнал. 1998. - т.34. - № 5. - С. 22-31.

82. Лозанский В. Ф., Стольберг Ф.В., Оксиюк О.П. Охрана вод и территориальное перераспределение стока// Водные ресурсы. 1980. - № 1. - С. 5-13.

83. Галазий Г.И. Об общих основах охраны водоёмов от загрязнения// Гидробиологический журнал. 1982. - т. 18. - № 2. - С. 48-51.

84. Ляпунов И.Н. Основы химии и микробиологии природных и сточных вод. — Екатеринбург: Урал. гос. лесотехн. акад., 1995. 212 с.

85. Гаев А.Я., Захарова В.Я., Нестеренко Ю.М., Голубничая О.Л. О хозяйственно-питьевом водоснабжении в условиях интенсивного загрязнения// Водные ресурсы. -1998. -№4. С. 482-490.

86. Губергриц М.Я., Ирха Н.И., Прийман Р.Э. ПАВ в водоёмах Эстонии и их микробное разложение// Водные ресурсы. 1980. - № 2. - С. 191-197.

87. Луценко Г.Н., Филатова Н.П., Хонькина М. Э. Влияние синтетических поверхностноактивных веществ на сбраживание осадков сточных вод// Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С 54-63.

88. Трунова О.Н. Биологические факторы самоочищения водоёмов и сточных вод. Л.: Наука, 1979.- 109 с.

89. Самоочищение и диффузия во внутренних водоёмах/ Отв. ред. Л.М. Галкин. -Новосибирск: Наука, 1980. 190 с.

90. Марголина Г.Л. Микробиологические процессы деструкции в пресноводных водоёмах. — М.:Наука.1989. 120 с.

91. Березина Н.А. Гидробиология. М.: Пищевая промышленность, 1973. - 496 с.

92. Телитченко М.М. Формирование биологической полноценности воды гидробионтами Биологическое самоочищение и формирование качества воды. М.: Наука, 1975. — С. 914.

93. Дзюбан А.Н. Микробиологические и химические процессы деструкции органического вещества в водоемах. Л.: Наука, 1979 — 235 с.

94. Романенко В.И. Микробиологические процессы продукции и деструкции органического вещества во внутренних водоемах. Л.: Наука, 1985. — 295 с.

95. Телитченко М.М. О возможности управления процессами самоочищения биологическими методами/ Теория и практика биологического самоочищения загрязненных вод: Сборник статей. М.: Наука, 1972. - С. 20 — 24.

96. Телитченко М.М., Телитченко Л.А. Проблема качества воды и современные методические возможности для ее решения/ Теория и практика биологического самоочищения загрязненных вод: Сборник статей. М.: Наука, 1972. С. 215 - 223

97. Головырина Т.Н., Попов А.Н .Изменение содержания СПАВ в поверхностных водах за счёт процессов самоочищения/ Проблемы охраны и рационального использования водных ресурсов. Свердловск, 1977. - С. 17-19.

98. Болотина О.Г., Пчёлкина Н.В., Иванова О.В. Влияние трёх моющих средств состава БМС-8 на биохимическую очистку сточных вод/ Научные труды АКХ: Городская канализация. ОНТИ АКХ. - 1970. - Вып 63. - № 5. - С. 33-44.

99. Калениченко К.А., Мальцев В.Н., Гамаюнов Н.С. Биораспад алкилбензолсульфонатов в природной воде// Гидробиологический журнал. 1980. - т. 16. - № 4. - С. 55-58.

100. Калениченко В.П. О влиянии некоторых факторов на скорость биораспада ПАВ// Гидробиологический журнал. 1985. - т. 21. - № 3. - С. 34-39.

101. Каплин В.Т. Превращение органических соединений в водоёмах// Гидрохимические материалы. 1967. - т. XLV. - С. 207-226.

102. Косолапое Д.Б., Намсараев Б.Б. Микробный метаболизм органического углерода в донных отложениях Рыбинского водохранилища// Гидробиологический журнал. — 2000. -Т.36. №3. - С.44-50.

103. Юрьев Б.Т. Оптимальная глубина биологических контактных прудов. Методы естественной очистки сточных вод и экономическая эффективность их использования для орошения: Сб. научных трудов/ ВНИИГиМ. - М., 1973. - С. 107-111.

104. Павелко И.М., Мальцева А.В. Вынос химических веществ в Онежскую губу речным стоком. Методы естественной очистки сточных вод и экономическая эффективность их использования для орошения: Сб. научных трудов/ ВНИИГиМ. - М., 1973. - 176 с.

105. Зак Г.А. Самоочищение водоемов. М.: Издательство Министерства коммунального хозяйства РСФСР. 1960. 159 с.

106. Ulmgren L. The Success of Recovery Methods in Sweden. Eutrophic Lakes and Reserv. Symp. Pap., 1976. London, S.a. K1-K9.

107. Манихин В.И., Овсянникова T.B., Васильева О.Ю., Коновалов Г.С. Оценка содержания подвижных форм летучих фенолов и СПАВ в донных наносах Рыбинского водохранилища// Гидрохимические материалы. — 1982. т. LXXX. - С. 4347.

108. Калениченко К.А., Мальцев В.Н., Гамаюнов Н.С. Биораспад алкилбензолсульфонатов в природной воде// Гидробиологический журнал. 1985. - т. 21. - № 3. - С. 92-97.

109. Дехтяр М.Н. К экологии микрофауны обрастаний высших водных растений Киевского водохранилища// Гидробиологический журнал. — 1976. том XII - № 3. - С. 18 — 22.

110. Магмедов В.Г., Стольберг Ф.В., Беличенко Ю.П. Биоинженерные системы для охраны водных объектов от загрязнения// Гидротехника и мелиорация. — 1984. № 1. - С. 6869.

111. Попов А.Н., Браяловская B.J1. Использование гидроботанического способа для очистки поверхностных вод от ионов металлов. Экватек-2002: Материалы конгресса.// под общ. ред. проф. Л.И. Эльпинера. — М., 2000. — С. 155-156.

112. Якубовский К.Б., Мережко А.И. Самоочищение вод в зависимости от физиологических особенностей высших водных растений// Гидробиологический журнал. 1982. - т. 18, № 2. - С. 62-68.

113. Синельников В.Е. Механизмы самоочищения водоемов. М.: Стройиздат, 1980.-112 с.

114. Odum Е.Р., 1962. Relationships between structure and function in the ecosystem, Japanese J. Ecol., 12,108-118.

115. Odum E.P., 1963. Primary and secondary energy flow in relation to ecosystem structure, Proc. XVI Int. Cong. Zool., Washington, D.C., pp. 336-338.

116. Ратушняк А,А., Андреева М.Г. Механизмы симбиотической связи высшей водной растительности с сопутствующей углеводородокисляющей микрофлорой// Гидробиологический журнал. 1998. - т. 34. - № 5. - С. 49-56.

117. Инкина Г. А. Микрофлора в обрастаниях высшей водной растительности// Гидробиологический журнал. 1989. - т.25. - № 4. - С. 54-57.

118. Гордин И.В., Новиков С.Л. Динамика очистки сточных вод в каналах с высшей водной растительностью/ Методы повышения эффективности работы очистных сооружений канализации/ Тр. ин-та ВНИИ ВОДГЕО. М., 1989. - С. 3-18.

119. Бреховская В.Ф., Вольпян Г.В. Моделирование кислородного режима реки Сухона с учётом антропогенного воздействия// Водные ресурсы. 1991. - № 4. - С. 198-201

120. Петрова И А. Высшая водная растительность озер Южного Урала с различной степенью минерализации// Гидробиологический журнал. — 1978. № 5 - т. 14. С. 132139.

121. Дзюбан А.Н., Косолапое Д.Б., Кузнецова И.А. Микробиологические процессы в Горьковском водохранилище// Водные ресурсы. — 2001. т. 38. - №1. — С. 47-57.

122. Биологические процессы во внутренних водоёмах: Сб. науч. тр./ Ин-т биологии внутренних вод. АН СССР: Борок, 1981 г. - 44 с.

123. Потапова Н.А. Изучение способности бактериопланктона к деградации . алкилбензосульфоната натрия// Круговорот вещества и энергии в водоёмах: Антропогенное влияние на водоёмы. Иркутск, 1981. - Вып. VIII. - С. 121-123.

124. Леонов А.В., Осташенко М.М., Бердавцева Л.Б. Роль бактерио- и фитопланктона в окислительной трансформации органических веществ// Водные ресурсы. 1991. - № 4. -С. 98-105.

125. Кудрявцев В.М., Ершов Ю.В. Динамика численности микроорганизмов при разложении макрофитов// Гидробиологический журнал. 1980. - т. 16. - № 4. - С. 2025.

126. Антипчук А.Ф. О количестве гетеротрофных бактерий на некоторых высших растениях в карповых прудах// Гидробиологический журнал. 1974. - т. 10. - № 1. - С. 63-64.

127. Кудрявцев В.М Численность бактерий в зарослях и обрастаниях высших водных растений// Гидробиологический журнал. 1978. - т. 14. - № 6. - С. 14-20.

128. Якушин В.М. Развитие бактерий среди зарослей и в перифитоне тростника в Северокрымском канале// Гидробиологический журнал. — 1978. т. 14. - № 6. - С. 3640.

129. Кудрявцев В.М. Бактерии в обрастаниях высших водных растений.// Гидробиологический журнал. — 1981. № 5. — С. 60-65.

130. Олейник Г.Н., Якушин В.М. К методике определения деструкции органических веществ в донных отложениях// Гидробиологический журнал. 1989. - т. 25. - № 4. - С. 83-86.

131. Марголина ГЛ., Куклин В.В. Микробиологические процессы в зарослях высших водных растений Рыбинского водохранилища: Сб. науч. тр./ Ин-т биол. внутр. вод АН СССР. Ярославль, 1976. - вып. 33. - С. 74-83.

132. Частухин В.Я., Николаевская М.А. Биологический распад и синтез органических веществ в природе. Л.: Наука, 1969. - 324 с.

133. Мережко А.И., Шиян П.Н. Источники углерода для фотосинтеза погруженных водных растений. Гидробиологический журнал, № 1, т. 10, 1974

134. Юрченко В.В. О кислородной продуктивности перифитона на высших водных растениях// Гидробиологический журнал. — 1977. т. 23, № 4. — С. 49-51.

135. Тимофеева С.С., Беспалова В.З. Роль макрофитов в обезвреживании меркаптосоединений// Водные ресурсы. 1988. - № 6. - С. 103-107.

136. Камшинский B.C., Гвоздева И.Е. Об очистке сточных вод макрофитами и альгофлорой// Водные ресурсы. 1976. - № 5. - С. 185-190.

137. Кокин К.А. Экология высших водных растений. М.: Изд-во МГУ, 1982. 157 с.

138. Романова Е. П. Роль зоопланктона в минерализации органического вещества в годы разной водности// Водные ресурсы. 1993. - № 6. - С. 76-83.

139. Ефремова Т.Т., Ефремов С.П., Мелентьева Н.В. Окислительно-восстановительное состояние поверхностных вод осушенных болот мезотрофного типа// Водные ресурсы. 1993.-№ 2.-С. 206-211.

140. Олейник Г.Н. Деструкция органического вещества в донных отложениях в зависимости от его концентрации в придонной воде// Водные ресурсы. 1993. - № 3. -С. 313-319.

141. Дука Г.Г., Горячева Н.В., Романчук J1.C. Исследование самоочищающей способности природной воды в модельных условиях// Водные ресурсы. — 1996. № 6. - С. 668-671.

142. Потапова Н. А., Галаган Н.П., Бабенко И. А., Багнюк Л.И. Биодеградация алкилбензолсульфоната натрия в воде прудов, содержащих планктон// Гидробиологический журнал. 1980. - т. 16. - № 4. - С. 62-67.

143. Немировская И.А., Нестерова М.П., Пустельников О.С. органические соединения в толще вод Восточной Балтики// Водные ресурсы. — 1987. № 1. — С. 11-118.

144. Szniolis A. Oceana zdolnosci samoocyszcenia rzek za pomoca parametro opaztych na wartosciach rzeczywistych. Gas, Woda i Technica Sanitarna. Rok XXXIV, Nr. 6, 1960. C. 211-215.

145. Imbogen D.M., Gachter R.A. A Dynamic Lake Model for Trophic State Prediction. Ecolog. Model. 1978, Vol. 4, № 2-3.

146. Косолапое Д.Б., Намсараев Б.Б. Микробный метаболизм органического углерода в донных отложениях Рыбинского водохранилища// Гидробиологический журнал. — 2000. т. 36. - № 3. - С. 44 - 50.

147. Олейник Г.Н., Якушин В.М., Цаплина Е.Н. Влияние разложения высшей водной растительности на содержание органического вещества в воде// Водные ресурсы. — 1988.-№ 2.-С. 135-143.

148. Магмедов В.Т. Основные типы водоохранных сооружений, использующих очистные свойства сообществ макрофитов// Водные ресурсы. — 1988. № 2. - С. 150-155.

149. Паламарчук И.К. Грунты дна и их роль в речных водохранилищах. Гидробиологический журнал. 1999. - т. 35, № 4. - С. 118 - 127.

150. Пейве Я.В. Биохимия почв. М.: Наука, 1961. — 421 с.

151. Шлычкова В.В., Каплин В.Т., Архипенко Н.И. Главные процессы, определяющие самоочищение природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ:

152. Материалы V всесоюзного симпозиума по современным проблемам самоочищения и регулирования качества воды. Таллин, 1975. - С. 130-133.

153. Каплин В.Т, Косогова А.С., Зернова JI.C., Фесенко Н. Г. Адсорбционная способность природных донных отложений по отношению к синтетическим анионным поверхностно-активным веществам// Гидрохимические материалы. 1966. - т. XLII. -С. 296-301.

154. Ian J. Tinsley. Chemical Concepts in Pollutant Behavior.- New York Chichester Brisbane Toronto, Oregon State University, Corvallis/ 1981. — 352 p.

155. Каплин B.T., Фесенко Н.Г. Загрязнение и самоочищение водоёмов// Гидрохимические материалы. 1965. - т. XLV. - С. 189-206.

156. Александрова Д.Н., Слепухина Т.Д., Сенатская Н.Ю., Кулешев А.В, Жехновская Л.Ф., Охлопкова А.Н., Веселова М.Ф., Курочкина А.А. Современное состояние и интенсивность самоочищения р. Сухоны// Гидробиологический журнал. 1977. - т. 23. -№2.-С. 93-96.

157. Загрязнение и самоочищение Дубоссарского водохранилища/ Отв. ред. Ярошенко М.Ф. Кишинёв: Изд-во Штиинца, 1977. - 220 с.

158. Кондратьева Л.М. Вторичное загрязнение водных экосистем// Водные ресурсы. — 2000. т. 27. - №2. - С. 221-231.

159. Матвеева Н.П., Клименко О.А., Пятницына Р.С. Лабораторное моделирование процессов самоочищения природных вод, загрязненных органическими веществами. В сб.: Гидрохимические материалы. Ленинград. Гидрометеоиздат. 1989 г., Т. 106, с. 114124.

160. ЖУК И.П. Исследование процессов трансформации веществ сточных вод в модельных экспериментах. — В кн.: Охрана природы от загрязнения промышленными выбросами предприятий целлюлозно-бумажной промышленности. — Л., 1983, с.51-56.

161. Печуркин Н.С. Роль и место эксперимента на малых микробных экосистемах в количественных экологических исследованиях. — В кн.: Динамика малых микробных экосистем и их звеньев. — Новосибирск, 1981, с. 3-20.

162. Lyman W.L., Reehl W. F., Resenblatt P. H. Handbook of chemical property estimation methods // Env. Rehavios of organic compaids. New York. 1982.-960 p.

163. Катанская B.M. Высшая водная растительность континентальных водоемов СССР. -Л.: Наука, 1981.-286 с.

164. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. МГУ, 1970. - 487 с.

165. Мережко А.И., Смирнова Н.Н., Горбик В.П. Формирование зарослей рогоза узколистного и функциональная активность его корневой системы// Гидробиологический журнал. 1980. - т. 17. - № 3. - С. 107-113.

166. Магмедов В.Г. Эффективность инфильтрационного биоплато как водоохранного сооружения многоцелевого назначения// Водные ресурсы. 1986. - № 6. - С. 93-100.

167. Сафонова В.Н. К вопросу о количественной оценке влияния донных отложений на качество воды в водном объекте// Гидрохимические материалы—1989.-Т. 106.-С. 3137.

168. Отчёт о НИР. Изучить механизмы и закономерности самоочищения воды от биогенных элементов и тяжёлых металлов в растительных сообществах эвтрофицирующего водоёма, испытывающего высокую антропогенную нагрузку (промежуточный). Екатеринбург, 1992. - 78с.

169. Отчёт о НИР. Разработать методы интенсификации процессов самоочищения природных объектов от различных ингредиентов (азотсодержащих веществ, металлов) (промежуточный). Екатеринбург, 1994. - 114 с.

170. Синельников В.Е., Телитченко М.М. Биофизические аспекты изучения процессов самоочищения водоёмов// Водные ресурсы. 175. - № 1. - С. 61-70.

171. Кожова О.М., Паугова В.Н., Тимофеева С.С. Элодея канадская в озере Байкал// Гидробиологический журнал. — 1985. т. 20, № 1. - С. 82-84.

172. Карасёва Н.Н. Перспективы применения высшей водной растительности для доочистки сточных вод// Материалы IV всесоюзного симпозиума по современным проблемам самоочищения и регулирования качества воды. Таллин, 2-5 октября 1977. -С. 48-53.

173. Тимофеева С.С., Белых Л.И., Буторов В.В., Стом Д.И. Участие водных растений в трансформации фенолов. Материалы V всесоюзного симпозиума по современным проблемам самоочищения и регулирования качества воды. Таллин, 18-21 ноября 1975 г. С. 95-100.

174. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение процессов самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ. Научные труды I отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ.: Сборник статей Ч 2. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2001. С. 258-259.

175. Колесникова (Вайтнер) Е.В. Изучение возможностей интенсификации процессов самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ.

176. Акватерра: Тез. докл. Четвёртая международная конф. С-Пб, 13-16 ноября 2001. - С. 150-151.

177. Vaitner Е. V.The Role of Higher Aquatic Plants in the Self-purification from Synthetic Anionic Surface Active Compounds. Abstracts of the Second International Conference on Ecological Chemistry. Republic of Moldova, Stiinta, October 11-12,2002. C. 15.

178. Вайтнер Е.В., Попов А.Н. Влияние высшей водной растительности на динамику самоочищения природных вод от синтетических поверхностно-активных веществ.

179. Чистая вода России — 2003. Тез. докл. VII междунар. симп. Екатеринбург, 15-19 апреля 2003 г. - С. 24-25.

180. Вайтнер Е.В., Попов А.Н. Влияние рогоза узколистного и рдеста гребенчатого на динамику процессов трансформации СПАВ в природных водах. Водное хозяйство России. т. 5, № 5.2003. - С. 437-448.

181. Попов А.Н., Львов А.П., Сапугольцев Н.П. К вопросу об определении констант неконсервативности некоторых органических веществ// Водные ресурсы. 1974. - № 4. - С. 84-90.

182. Вавилин В.А., Циткин М.Ю. Математическое моделирование и управление качеством водной среды// Водные ресурсы. 1977. - № 5. - С. 114-132.

183. Дружинин Н.И., Шишкин А.И. Математическое моделирование загрязнения поверхностных вод суши. — Л.: Гидрометеоиздат, 1989. — 390 е.: ил.

184. Вайтнер Е.В. Исследование загрязнённости некоторых водоёмов Среднего Урала синтетическими поверхностно-активными веществами. Акватерра: Тез. докл. Четвёртая международная конф. — С-Пб., 13-16 ноября 2001. С. 85-87.

185. Вайтнер Е.В. Загрязнение природных водных объектов синтетическими поверхностно-активными веществами. Научные труды II отчётной конференции молодых учёных ГОУ УГТУ-УПИ.: Сборник статей. Екатеринбург: УГТУ-УПИ, 2002. С. 129-131.

186. Бойченко В.К., Григорьев В.Т. К методике расчёта поступления СПАВ в Иваньковское водохранилище// Водные ресурсы. 1991. - № 1. - С. 78-83.

187. Вайтнер Е.В. Изучение вторичного загрязнения водных объектов СПАВ при десорбции их из донных отложений в условиях летней межени. Экологические проблемы промышленных регионов. Тез. докл. всерос. конф. — Екатеринбург, 19-21 марта 2003 г. С. 248-249.

188. Вайтнер Е.В. Десорбция синтетических поверхностно-активных веществ из донных отложений как источник вторичного загрязнения водных объектов. Вестник УГТУ-, УПИ, № 3 (23). Екатеринбург, 2003. - С. 195-199.

Информация о работе

Вайтнер, Елена Викторовна
кандидата технических наук
Екатеринбург, 2005
ВАК 25.00.36

Диссертация

Технология снижения содержания анионных синтетических поверхностно-активных веществ в поверхностных водных объектах - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы