Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Защита водных объектов от воздействия металлсодержащих сточных вод
ВАК РФ 03.00.16, Экология

Автореферат диссертации по теме "Защита водных объектов от воздействия металлсодержащих сточных вод"

На правах рукописи

НАБИЕВ АНДРЕЙ ТЛЛИБЖАНОВИЧ

ЗАЩИТА ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ О Г ВОЗДЕЙСТВИЯ МЕТАЛЛСОДЕРЖАЩИХ СТОЧНЫХ ВОД (НА ПРИМЕРЕ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО И ГОРНОРУДНОГО ПРЕДПРИЯТИЙ РЕСПУБЛИКИ БАШКОРТОСТАН)

Специальность 03.00.16 - Экология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

004600147

Уфа 2010

004600147

Работа выполнена в Уфимском государственном авиационном техническом университете.

Научный руководитель доктор химических наук, профессор

Пестриков Станислав Васильевич.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Назаров Владимир Дмитриевич; кандидат технических наук, старший научный сотрудник Маннанова Светлана Алексеевна.

Ведущая организация Институт промышленной экологии

Уральского отделения РАН (г. Екатеринбург).

Защита диссертации состоится «28» апреля 2010 года в 16-00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.289.03 при ГОУ ВПО «Уфимском государственном нефтяном техническом университете» по адресу: 450062, Республика Башкортостан, г. Уфа, ул. Космонавтов, 1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Уфимского государственного нефтяного технического университета.

Автореферат разослан «23» марта 2010 года. Ученый секретарь

диссертационного совета Абдульминев К.Г

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность исследования. Современные масштабы антропогенного загрязнения окружающей среды разнообразными ксенобиотиками представляют серьезную угрозу для здоровья и благополучия настоящего и будущих поколений. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды являются сточные воды промышленных предприятий, которые без достаточной очистки попадают в поверхностные водотоки. Среди множества веществ, сбрасываемых со сточными водами, особая роль принадлежит тяжелым металлам, которые наряду с другими суперэкотоксикантами относятся к химическим канцерогенам и способны оказывать негативное влияние на окружающую среду и живые организмы даже в следовых концентрациях.

Основное количество тяжелых металлов поступает в окружающую среду со сточными водами машиностроительных предприятий, на которых имеются гальванические производства, и горнорудных предприятий цветной металлургии по добыче и обогащению сульфидных руд железа, меди и цинка. Отдельную проблему представляют подотвальные воды отработанных карьеров, которые без очистки попадают в открытые водоемы.

В Республике Башкортостан из числа машиностроительных предприятий следует выделить ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (ОАО «УМПО»), которое сбрасывает недостаточно очищенные металлсодержащие сточные воды в реку Белая, а из числа отработанных карьеров - карьеры в долине реки Таналык, в частности, карьер Куль-Юрт-Тау Башкирского медно-серного комбината, г. Сибай, подотвальные воды которого загрязнены тяжелыми металлами в необычайно высокой степени.

К настоящему времени практически отсутствуют технологии очистки металлсодержащих сточных вод до норм ниже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения и тем более технологии очистки и переработки подотвальных вод отработанных карьеров. В большинстве случаев металлсодержащие сточные воды очищаются реагентными методами, эффективность которых нельзя признать удовлетворительной.

В связи с этим научная разработка и совершенствование как реагентных, так и безреагентных методов обезвреживания металлсодержащих сточных вод предприятий машиностроения и подотвальных вод отработанных карьеров, обеспечивающих полное прекращение стока, либо достижение норм ПДК для водоемов рыбохозяйсгвенного назначения является актуальной проблемой.

Актуальность рассматриваемой темы подтверждена тем, что в соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 г.» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2008 г. № 1662-р) и «Водной стратегией Российской Федерации на период до 2020 г.» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235-р) приоритетными направлениями развития водохозяйственного комплекса являются снижение антропогенной нагрузки и загрязнения водных объектов, улучшение состояния и восстановление водных объектов и их экосистем, модернизация очистных сооружений промышленных предприятий и внедрение в технологические схемы производственных объектов оборотного водоснабжения.

Работа выполнялась в рамках действующей государственной научно-технической программы Республики Башкортостан «Разработка научно-технических основ комплексных экологических производств на базе отходов и водных стоков горнорудных предприятий Южного Урала (месторождения Куль-Юрт-Тау и Бурибай) с организацией горно-экологического полигона» АН РБ и в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры «Безопасность производства и промышленная экология» Уфимского государственного авиационного технического университета.

Цель исследования. Целью диссертационного исследования является разработка технологий реагентной и безреагентной защиты поверхностных водотоков от антропогенного воздействия металлсодержащих сточных вод машиностроительных и горнорудных предприятий.

Для достижения данной цели решаются следующие задачи:

- сопоставительное исследование реагентов-осадителей (ИаОН, №гСОз, КаоБЮ^БЮг) для удаления нонов тяжелых металлов из сточных вод;

- оценка влияния рН осаждения и концентрации металлсодержащих взвешенных веществ на эффективность удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод;

- изучение химического состава подотвальной воды отработанного карьера Куль-Юрт-Тау;

- исследование методов очистки подотвальной воды реагентными методами и методом выпаривания;

- разработка принципиальных технологических схем защиты поверхностных водотоков от металлсодержащих сточных вод (на примере рек Белой и Таналык, Республика Башкортостан).

Научная новизна:

- установлены основные сопоставительные закономерности изменения рН и состава осадков при взаимодействии ионов тяжелых металлов с реагентами-осадителями в водных растворах с учетом вторичных химических взаимодействий в системе осадок - маточный раствор;

- на основе термодинамических расчетов образования силикатов и гидроксидов тяжелых металлов в водных растворах впервые показано, что термодинамически более устойчивыми продуктами взаимодействия силиката натрия с ионами тяжелых металлов являются не гидроксиды, а силикаты металлов;

- выявлено, что ионы тяжелых металлов независимо от вида реагента-осадителя можно разделить на две группы: первая - легкоосаждаемые (Си2+, 2х?\ РЬ2+, Сг3+, Ре3+), вторая - трудноосаждаемые (Мг', Со2+, С(12+, Мп2+, Ре2'). Ион Сс12+ при карбонатном осаждении является легкоосаждаемым и относится к ионам металлов первой группы.

Практическая ценность работы:

- сравнительная оценка эффективности реагентов-осадителей показала, что на первом месте находится гидроксидный метод, на втором - карбонатный, на третьем - силикатный;

- установлено, что силикат натрия при взаимодействии с подотвальной водой Куль-Юрт-Тау образует гели кремневой кислоты, что позволяет использовать подотвальную воду как кислотный отвердитель жидкого стекла. Выполнен расчет инъекционного метода устройства водоизоляционных экранов в грунтах однорастворной двухкомпонентной силикатизацией;

- разработана принципиальная технологическая схема очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМПО», которая включает защелачивание стока до рН 9,0, удаление взвешенных веществ и доочистку на биоплато, что обеспечивает организацию оборотного водоснабжения на предприятии и сброс в реку Белая воды с содержанием загрязняющих веществ на уровне ниже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения;

- разработана принципиальная технологическая схема переработки металлсодержащих подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау, которая включает установку водоизоляционных экранов для перехвата подотвальных вод, их сбор в технологическом пруду и выпаривание методом погружного горения с получением 50%-ного водного раствора технического сульфата железа и парового конденсата.

Внедрение результатов исследования. Рекомендации по очистке металлсодержащих сточных вод включены в план мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов на ОАО «УМПО».

Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета и используются при подготовке специалистов по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались и обсуждались на 14 международных, всероссийских и региональных научных конференциях, симпозиумах и семинарах в городах (Уфа, 2005, 2006, 2007, 2008, 2009), (Ульяновск, 2009), (Новосибирск, 2009), (Сибай, 2009), (Минск, 2009), (Иркутск, 2009), (Москва, 2010).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в печати в 10 статьях, из них 2 - в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Структура и объем диссертации. Работа изложена на 181 странице машинописного текста, включая 21 рисунок и 43 таблицы. Список литературы содержит 203 наименования. Диссертация состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы и приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность работы, сформулирована цель и задачи исследования, а также научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе (обзор литературы) показано, что наибольшую экологическую опасность для водных объектов представляют металлсодержащие сточные воды машиностроительных и горнорудных предприятий.

Приведен критический анализ реагентов, используемых при очистке металлсодержащих сточных вод. Показано, что наибольшее распространение получили методы, основанные на использовании в качестве реагентов-осадителей гидроксидов натрия и кальция. Из числа других реагентов-осадителей карбонат и силикат натрия ещё не получили достаточного научного обоснования.

Особое внимание уделено фиторемедиационным методам, которые являются практически единственными безреагентными методами дои окончательной доочистки металлсодержащих сточных вод до норм ниже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Показано, что для концентрированных стоков представляет интерес метод выпаривания, особенно

в том случае, если получаемый концентрат обладает определенной коммерческой ценностью.

Во второй главе представлены объекты и методы исследования, требования к исходным материалам, условия проведения экспериментов.

Химические методы исследований включали комплексонометрическое определение тяжёлых металлов, фотометрическое определение алюминия, кремния, нитрат-ионов, меркуриметрический метод определения хлорид-ионов, турбидиметрический метод определения сульфат-ионов.

Из физико-химических методов использовали метод рН-метрии, атомно-абсорбционную спектроскопию, ИК-спектроскопию и термогравиметрию.

В третьей главе проведено комплексное изучение закономерностей гндроксидного, силикатного и карбонатного методов осаждения ионов тяжелых металлов из водных сред, рассмотрено влияние концентрации взвешенных веществ в сточных водах и их рН на содержание ионов тяжелых металлов в стоках, сбрасываемых ОАО «УМПО» в реку Белая. На основе результатов проведенных исследований предложена и обоснована принципиальная технологическая схема очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМПО» до норм ниже значений ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения.

Проведено сопоставительное рН-метрическое исследование осаждения ионов тяжелых металлов реагентами-осадителями: гидроксидом натрия (N«011), карбонатом натрия (Ма2С03) и силикатом натрия (№28Юз-25Ю2) (табл.

I)-

Установлено, что при гидроксидном методе осаждения по значениям рН в точке эквивалентности металлы делятся на 2 группы, осаждаемые при рН 8,6 -8,8 (Си2+, 7тг', РЬ2+, Сг3+, Ре3+) - 1 группа и осаждаемые при рН 10,0 - 10,4 (Мг\ Со2+, Сс12+, Ре2', Мп2+) - 2 группа. Железо (III), имеющее низкое значение рН начала осаждения и широкий интервал крутого скачка рН, отнесено к первой группе. При значениях рН 8,5 - 9,0, обычно применяемых на практике, полное осаждение имеет место только для металлов первой группы, вторая группа металлов остается недоосажденной.

Таблица 1 - Значения рН в точке эквивалентности при титровании

растворов солей металлов гидроксидом, силикатом и карбонатом натрия

Соль металла Гидроксидное осаждение Силикатное осаждение Карбонатное осаждение

рН в точке эквивалентности интервал рН осаждения для группы рН в точке эквивалентности интервал рН осаждения для группы рН в точке эквивалентности

Си504 8,6±0,2 1 группа рН 8,6-8,8 7,6±0,1 1 группа рН 7,6-8,0 7,6-8,0

2пБ04 8,8±0,1 8.0±0,1 8.19-8.94

РЬ(М03)2 8,8±0,1 7,7±0,1 8,8-9,33

СгС13 8,8±0,1 7,8±0,1 8,3-8,96

1-еС13 7,0±0,1 6,1±0,1 4,78-5,2

№С12 10,0±0,1 2 группа рН 10,0-10,4 8,7±0,1 2 группа рН 8,4-8,8 8,83-8,93

Со(Ш3)2 10,1±0,1 8,8±0,1 8,96-9,4

СС!504 10,1±0Д 8,4±0,1 8,48-8,93

Ье504 10,1±0,1 8,6±0,1 7,2-7,4

МпС12 10,4±0,2 8,8±0,1 9,72-9,82

При силикатном методе осаждения все металлы по значениям рН в точке эквивалентности также можно разделить на две группы: осаждаемые при рН 7,6 - 8,0 и осаждаемые при рН 8,4 - 8,8. Необходимо отметить, что набор металлов в каждой группе идентичен гидроксидному методу, различие состоит лишь в значениях рН интервалов осаждения.

При карбонатном осаждении ионы тяжелых металлов по значениям рН в точке эквивалентности не удается разбить на группы, как это сделано при гидроксидном и силикатном осаждении.

Изучен состав образующихся осадков. По данным рН-метрии при гидроксидном осаждении ионы металлов выпадают в основном в форме основных солей, состав которых, рассчитанный из мольного соотношения [ОН~]/[Меп+] при значениях рН в точке эквивалентности, приведен в табл. 2. Осаждение металлов в форме основных солей на примере сульфатов подтверждено данными ИК-спектроскопии.

При карбонатном осаждении стехиометрические соотношения [№2С03]/[Меп+] в точке эквивалентности близки к 1,5 для 2-х валентных катионов и 1,5 - 2,5 для 3-х валентных. Осадки идентифицированы методом

ИК-спсктроскопии как гидроксиды, основные карбонаты и основные соли металлов с соответствующим анионом исходного металла.

Таблица 2 - Наблюдаемые мольные соотношения при значениях рН в точке эквивалентности

Соль металла Гидроксидное осаждение Карбонатное осаждение Силикатное осаждение

ГОТГ1 [Меп+] Усредненная формула осадка [№?С031 [Меп+] [Меп+]

Си804 1,46±0,02 2,7Си(0Н)2-Си804 1,424,8 1,00±0,01

гпБО., 1,42±0,02 2,42П(0Н)2^П804 1,5-1,7 1Д8±0,01

РЫМ),), 1,46±0,09 2,7РЬ(ОН)2-РЬ(1чЮ3)2 1,56-1,8 1,02±0,01

СгС1, 2,5±0,01 5Сг(ОН)з-СгС1з 1,68-1,92 1,50±0,01

ГсС13 2,80±0,01 14Рс(ОН)гРсС1, 1,62-1,68 1,47±0,01

N¡«2 1,79±0,02 8,5№(ОН)2-ЖЛ2 1,6-1,8 1,04±0,01

Со(М),)2 1,8±0,1 9Со(ОН)2-Со(ЫОз)2 1,02-1,32 1,10±0,01

Сс1804 1,6±0,1 4 Сс1(0Н)гСс1804 0,84-1,44 1,11±0,01

Ре804 1,75±0,05 7Ре(0Н),Те804 2,4—2,52 1,10±0,01

МпС12 1,99±0,01 Мп(ОН)2 1,26-1,44 1,10±0,01

Из табл. 2 следует, что мольные соотношения [Ма28Юз]/[Меп+] в точке эквивалентности близки к 1 для 2-х валентных катионов и к 1,5 для 3-х валентных. Наблюдаемые мольные соотношения в точке эквивалентности можно согласовать с представлением об образовании как силикатов, так и гидроксидов металлов. Вопрос о составе осадков, образующихся в результате силикатного осаждения, в литературе остается предметом дискуссии. В связи с этим для идентификации состава осадков силикатного осаждения и интерпретации данных рН-метрического титрования привлечены данные ИК-спектроскопии, термогравиметрии и результаты термодинамических расчетов.

На рис. 1 в качестве примера приведены ИК-спектры воздушно-сухих образцов осадков (в вазелиновом масле) силикатного осаждения, полученных из сульфата цинка.

Спектр осадка содержит полосы поглощения связи 510, характерной как для силикат-ионов, так и для силикагеля 8Ю2, в области 400 - 500 см"1, 740 -830 см"1 и 900 - 1100 см-1. Однако в ИК-спектрах отсутствует полоса поглощения при 600 см"1, характерная для сульфогруппы. Данный результат

10

дает основание полагать, что при силикатном осаждении в продуктах реакции основные сульфаты отсутствуют.

Темпера-тура, °С Температура, °С

а б

Рисунок 2 - Термограммы осадков, полученных при гидроксидном (а) и силикатном (б) осаждении сульфата цинка из водных растворов

Потерю массы в области 100 °С следует отнести к потере физически

связанной воды из воздушно-сухих образцов. Существенная разница в

термограммах осадков наблюдается в области до 300 °С. Если осадки

гидроксидного осаждения характеризуются заметным снижением массы в

области 100 - 300 °С, что связано с дегидратацией групп ОН и переходом

гидроксидов в оксиды, то для осадков силикатного осаждения в основном

11

наблюдается плавное изменение массы за счет дегидратации поверхностных силанольных групп силикагеля. Данные термогравиметрических исследований указывают на то, что осадки силикатного осаждения являются в основном смесью силиката металла и диоксида кремния, а не основных солей металлов и диоксида кремния. Данный вывод подтвержден расчетами по определению области термодинамической устойчивости силикатов и гидроксидов металлов в зависимости от рН растворов. Термодинамические расчеты выполнены по методу Фиштика. Изменение энергии Гиббса реакции образования -растворения: 1) гидроксида металла Ме(ОН)2 (тв> ^ Ме2+ + 2 ОН с учетом гидролиза катиона и протонирования аниона описывается уравнением:

ДО (1) = -RT 1пПРМе(ОН)2 • аМс, + RT lnC^ • ¡OH" ]2 . (1)

2) силиката металла MeS¡0(rre) Ме2+ + Si032_ с учетом гидролиза катиона и протонирования аниона описывается уравнением:

SiOf ^"^CSl0,

Изменение энергии Гиббса реакции перехода осадка силиката металла в гидроксид металла MeSi03(TB) + 2 ОН" <-> Ме(ОН)2 пв) + Si032~ с учетом гидролиза катиона и протонирования аниона описывается уравнением:

AG(3) = AG(2) - A(i( 1} = -RT In ПРме5ю' "s'°r + RT ln

П1\1е(0н)2 [OH"]2 . (3)

В уравнениях (1) - (3) ПРМе5Юз и ПРМе(0Н)2 _ произведение

растворимости метасиликата и гидроксида металла. Величины и CSio; -

исходные общие концентрации ионов металла и силикат-иона в растворе; [ОГГ], [И] - концентрация гидроксил-ионов и водородных ионов; Т -абсолютная температура, К; R - универсальная газовая постоянная, равная

8,3145 Дж/(моль-К). Функции ам,г, и aSio¡- называются степенью комплексообразования и рассчитываются по уравнениям:

аМег* =1 + Хк>'[н+] . а5,о:- =1 + 2]Р) [н ] ', где К, - общие константы

1-1 и

гидролиза иона металла Ме2+, ¡^ - константы протонирования силикат-иона 8Ю32".

На рис. 3 в качестве примера приведены результаты термодинамических расчетов для цинка.

дв,

кДж

60 40

:о о

-20 -40

3 г0з1 ч2

31 1 к

гпзш 1

{ II ,1 1 1 1 1 N

Кг

Рисунок 3 - Зависимость изменения энергии Гиббса для реакций образования - растворения гидроксида (1), метасиликата (2) цинка и для реакции перехода метасиликата рН в гидроксид цинка (3)

Как следует из термодинамических расчетов, тяжелые металлы должны в основном осаждаться в форме силикатов, причем при значениях рН начала осаждения существенно более низких, чем для осадков гидроксидного осаждения. Однако, как это следует из сопоставления экспериментальных данных, различия в рН начала осаждения при гидроксидном и силикатном осаждении незначительны, за исключением Сс1 и Со.

С нашей точки зрения это связано с кинетическими особенностями процесса осаждения, при которых ион гидроксила, в силу его более высокой реакционной способности по сравнению с силикат-ионом, подавляет первоначальный процесс образования осадка в форме силиката металла. Силикаты металлов из-за их более высокой термодинамической устойчивости способны формироваться только в системе «осадок - маточный раствор», что соответствует представлениям Вассермана И.М. о вторичных химических взаимодействиях.

Для сопоставительного анализа эффективности гидроксидного, силикатного и карбонатного осаждения проведена сравнительная оценка

эффективности реагентов-осадителей на модельном растворе металлсодержащих сточных вод при рН конца осаждения 9,0 (табл. 3).

Как следует из данных таблицы, независимо от метода осаждения первая группа металлов (Си2', гп2+, Сг3+, Бе3*) удаляется достаточно хорошо. Вторая группа металлов (№2+, Сс12+, Мп2+) удаляется значительно хуже. При карбонатном осаждении неожиданно низкой оказалась остаточная концентрация ионов Сс12'.

Таблица 3 - Эффективность удаления ионов тяжелых металлов из модельного раствора сточных вод при рН конца осаждения 9,0

Ион Группа Исходная концен- Интервал рН осаждения для метода Остаточная концентрация, мг/дм3 для метода

трация, мг/дм3 гидроксидный силикатный карбонатный гидроксидный силикатный карбонатный

Си*+ 45,1 7,6-8,0 0,008 0,021 0,032

Zn2+ 1 46,8 8,6-8,8 7,6-8,0 8,2-8,9 0,102 0,028 0,011

Crir 43,2 8,3-9,0 0,070 0,050 0,040

FeJ+ 42,9 4,8-5,2 0,050 0,020 0,020

Ni2+ 42,6 8,8-8,9 0,70 3,91 1,06

Cdi+ 2 18,9 10,0-10,4 8,4-8,8 8,5-8,9 1,30 1,74 0,018

Mn2+ 15,2 9,7-9,8 1,30 1,38 3,48

Итого: 3,53 7,15 4,7

По суммарной эффективности реагентные методы следует расположить в следующий ряд: гидроксидный > карбонатный > силикатный.

Полученные результаты положены в основу разработки технологии очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМПО».

Сточные воды гальванического производства ОАО «УМПО» по существующей технологии обрабатываются карбонатом натрия до рН 9,0, затем отстаиваются и фильтруются на барабанном вакуум-фильтре, причем имеет место значительный проскок металлсодержащих взвешенных веществ. Далее поток сточных вод смешивается с общезаводским и ливневым стоком и поступает на очистные сооружения (рН стока 7,3), состоящие из песколовки, нефтеловушки и отстойника. Очищенные сточные воды, содержащие ионы

тяжелых металлов и металлсодержащие взвешенные вещества, сбрасываются по коллектору в реку Белая.

Проведен расчет зависимости между содержанием металлсодержащих взвешенных веществ в сточных водах ОАО «УМПО» и добавочным увеличением концентрации тяжелых металлов в них. Показано, что содержание ионов тяжелых металлов достигает нормы предельно допустимых концентраций для водоемов рыбохозяйственного назначения при концентрации взвешенных веществ по железу (III) 0,5 мг/дм3, по меди и кадмию 2,5 мг/дм3, по никелю и цинку 7,5 мг/дм3, в то время как содержание взвешенньгх веществ в сточных водах ОАО «УМПО» достигает 55 мг/дм3. Сделан вывод, что сточные воды, сбрасываемые в реку Белая, должны быть в максимальной степени очищены от металлсодержащих взвешенных веществ.

Выполнен расчет влияния рН на степень удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод. Остаточная концентрация ионов металлов в воде в интервале рН от 7 до 9 может быть рассчитана по уравнениям:

- для 2-х валентных катионов:

Б" = [Ме2+] + [Ме(ОН)+] + [Ме(ОН)2°]; (4)

- для 3-х валентных катионов:

Б™ = [Ме3'] + [Ме(ОН)2+] + [Ме(ОН)2+] + [Ме(ОН)3°]. (5)

С учетом значений произведения растворимости ПР, ионного произведения воды К\¥ и общих констант гидролиза К, уравнения (4) и (5) можно привести к виду:

Б11 = ПР ■ К\у 2 • ([Н+]2 + К„ • [Н+] + К12), (6)

Б™ = ПР • К\у~3 • ([Н+]3 + К,, • [Г]2 + К12 • [Н+] + К„). (7)

Принимая остаточную растворимость при рН конца осаждения 9,0 за единицу, можно записать:

= [Н + ]2 + К]| [Н + ] + К}2 .

8°Н=9 Ю-!8+КП.10-9+К12 '

= [Н + ]3 + Кп -[Н + ]2 + К12 • [Н ] + К¡з 10"27 + К]] -Ю-18 +К]2 -[10-9]+К13 ' 15

4 |\

щ 01 А

гг V \\ 1 » \

А V V

Рисунок 4 - Относительное снижение остаточного содержания ионов тяжелых металлов в сточных водах за счет корректировки значения рН до 9,0

Как следует из данных рис. 4, повышение рН общезаводского потока сточных вод до 9,0 приведет к 9,о рн снижению остаточной концентрации ионов металлов в десятки раз.

В качестве реагентов-осадителей целесообразно использовать гидроксиды щелочных и щелочеземельных металлов, в частности карбидный шлам, который на ОАО «УМГТО» является отходом ацетиленового производства и содержит 36 - 51 % гидроксида кальция и 45 - 68 % воды.

На основе результатов проведенных исследований предложена принципиальная технологическая схема очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМНО» до норм ниже значений ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения (рис. 5).

вид сверху

Рисунок 5 - Принципиальная технологическая схема очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМПО»

1 - песколовка, 2 - песковая площадка, 3 - насос-дозатор, 4 - дренажный насос, 5-смеситель, б, 10- отстойник, 7- тонкослойные блоки, 8 - скгшмер,

9 - шламонакопитель, II - пористые блоки с биопленкой, 12 - компрессор, 13 - насос, 14 - биоплато, 15 - адсорбент (активированный уголь), 16 - канапы с растениями, 17 - распределительная система; общезаводской поток сточных вод, II - песок; III - шлам, IV - нефть, V- очищенная вода на сброс в реку Белая, VI - очищенная вода на оборотное водоснабжение; РХ -реагентное хозяйство, В ~ воздух, УФ - блок с ультрафиолетовыми лампами

В четвертой главе рассмотрены металлсодержащие подотвальные воды отработанного карьера сульфидных руд Куль-Юрт-Тау, нроведена оценка экологической опасности подотвальных вод, предложены различные методы их переработки, разработана принципиальная технологическая схема переработки подовальных вод в технический сульфат железа (III).

Оценка экологической опасности подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау проведена с использованием показателя экологической опасности, который характеризует ту степень разбавления подотвальных вод чистой водой, не содержащей токсичных веществ, при которой достигаются ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения. Величина экологической опасности подотвальных вод составила 280 тыс., что можно классифицировать как «экологическое бедствие». Основной вклад в экологическую опасность вносят ионы таких металлов, как железо и медь.

Обработка подотвальной воды едким натром показала, что несмотря на высокую степень удаления из подо твальной воды почти всех тяжелых металлов и снижение её экологической опасности в 460 раз, содержание сульфат-ионов изменилось незначительно, поэтому очищенная подотвальная вода по данным биотестирования характеризуется высокой фитотоксичностью.

Обработка подотвальной воды порошкообразным карбонатом кальция приводит не только к снижению содержания ионов тяжелых металлов в воде, но и сульфат-ионов. По данным биотестирования, очищенная вода также фитотоксична, хотя и в меньшей степени, чем при гидроксидной обработке.

Обработка подотвальной воды раствором жидкого стекла приводит к гелеобразованию, т.е. подотвальную воду можно рассматривать в качестве реагента-гелеобразователя растворов жидкого стекла по аналогии с кислотами, где подобные системы широко применяются для водоизоляции скважин с целью увеличения добычи нефти. Гелеобразование в системе «подотвальная вода - жидкое стекло» рекомендуется для создания водоизоляционных экранов с целью перехвата и сбора подотвальных вод и их переработки в сульфат

------ водонзоляшоииый экран [ЩШН! технологический пруд

трашцея |_ J производственная площадка

Ci - С6 - места выхода стоков на поверхность Рисунок 6 - Схема размещения водоизоляционных экранов и траншей для сбора подотвальных вод в технологический пруд для их последующей переработки на производственной площадке

Разработанная принципиальная технологическая схема получения сульфата железа (III) из подотвальных вод (рис. 7) основана на методе погружного горения природного газа и позволяет получать до 9000 т/год сульфата железа (III) в виде 50%-иого раствора и до 60000 т/год парового конденсата.

I

П

4

б

н

У~г*/ у Е

3

Рисунок 7 - Принципиальная технологическая схема производства сульфата железа в выпарной установке погружного горения

1 - технологический пруд для подотвальной воды, 2 — теплообменник, 3 - промежуточная емкость для сбора парового конденсата, 4 - аппарат погружного горения, 5 - каплеотделитель, 6 - фильтр, 7 - скруббер, 8 - сборная емкость для парового конденсата, 9 - вентилятор, 10 - дымовая труба; I - подотвальная вода т технологического пруда, II - 50%-ный раствор сульфата железа, III - паровой конденсат, IV - дымовые газы; В - воздух для горения, Т-топливо (природный газ)

Сбор и переработка подотвальных вод открывают возможность рекультивации 250 га выведенных из сельскохозяйственного оборота земель и использования избытка чистой воды для орошения.

В пятой главе проведен расчет ожидаемого предотвращенного вреда (ущерба) водным объектам по двум методикам: 1) В соответствии с временной методикой определения предотвращенного экологического ущерба (утв. Госкомэкологии РФ 09.03.1999 г.); 2) По методике исчисления размера вреда, причиненного водным объектам вследствие нарушения водного законодательства (введена в действие приказом МПР России № 87 от 13.04.2009 г.). Ожидаемый предотвращенный вред по методике 2009 г. предложено

рассчитывать как разность между вредом, причиняемым водному объекту до внедрения природоохранной технологии и после её внедрения.

Для реки Белой предотвращенный вред составляет 99 млн. руб. по методике 2009 г. и 31 млн. руб. по методике 1999 г. Для реки Таналык предотвращенный вред составил 10 млрд. руб. по методике 2009 г. и 1,6 млрд. руб. по методике 1999 г. Проведенные расчеты свидетельствуют о том, что разработанные методы защиты реки Белой и реки Таналык позволяют существенно снизить антропогенное воздействие металлсодержащих сточных вод на поверхностные водотоки.

ВЫВОДЫ

1. Проведено сопоставительное рН-метрическое исследование взаимодействия ионов тяжелых металлов (Сс12+, Си2+, №2\ Хх?*, Мп2+, Со2+, РЬ2т, Ре2+, Рс3\ Сг3+) с осадкообразующими реагентами - гидроксидом, карбонатом и силикатом натрия в водных растворах. Показано, что при гидроксидном осаждении образующиеся осадки представляют собой преимущественно гидроксиды (Мп2+ и Ре3+) или основные соли металлов (сульфаты, нитраты, хлориды), что подтверждено результатами ИК-спектроскопических исследований. При карбонатном осаждении осадки идентифицированы как гидроксиды, основные карбонаты и основные соли металлов с соответствующим анионом исходного металла. При силикатном осаждении первичными продуктами являются гидроксиды и сшшкагель. Образование термодинамически устойчивых силикатов протекает в результате вторичных химических реакций в системе осадок - маточный раствор.

2. Исследована сравнительная характеристика реагентов-осадителей на модельном растворе сточных вод, содержащих Си2+, ¿п2\ Сг3+, Бе3+, №2+, Сй2+, Мп2\ Установлено, что металлами первой группы, осаждающимися с высокой эффективностью, являются Си2+, Ум2', Сг3+, Ре", с низкой (вторая группа) -

Сй2+, Мп2+. Для металлов первой группы эффективность реагентов-осадителей практически одинакова. Впервые показано, что С<12+, удаляемый с

низкой эффективностью гидроксидным и силикатным методами, при карбонатном методе относится к металлам первой группы.

3. Установлено, что сточные воды ОАО «УМПО», сбрасываемые в реку Белая, содержат повышенные концентрации тяжелых металлов (рН стока 7,0 -7,5) и характеризуются большим проскоком металлсодержащих взвешенных веществ (10-50 мг/дм3). Приведен анализ влияния рН и взвешенных веществ на остаточное содержание ионов тяжелых металлов в сточных водах.

4. Исследован химический состав подотвалыюй воды отработанного карьера Куль-Юрт-Тау. Показано, что подотвальные воды (рН = 1,6) можно отнести к жидким рудам - сухой остаток 94 г/дм3, сульфат-ион - 54 г/дм3, Реобщ 19,8 г/дм3. Среди всех металлов в подотвальной воде доля железа составляет ~ 92 % масс.

5. Экспериментально исследованы гидроксидный (КаОН) и карбонатный (СаСОз) методы очистки подотвальной воды. Однако очищенная подотвальная вода остается токсичной: при гидроксидном осаждении - за счет ионов БО^", при карбонатном осаждении - за счет остаточного содержания тяжелых металлов. При обработке подотвальной воды жидким стеклом (Ыа^Юг^Юг) происходит образование силикатных гелеобразных систем.

6. Разработана принципиальная технологическая схема защиты реки Белой, которая предусматривает защелачивание общезаводского стока ОАО «УМПО» с 7,0 до 9,0 водной суспензией карбидного шлама ацетиленового производства, полное удаление металлсодержащих взвешенных веществ в тонкослойных отстойниках, доочистку на биоплато перед сбросом в реку и возврат ~ 50 % очищенной воды на оборотное водоснабжение.

7. Разработана принципиальная технологическая схема защиты реки Таналык, которая предусматривает перехват подотвальных вод карьера Куль-Юрт-Тау водоизоляционными экранами на основе жидкого стекла глубиной 5 м и протяженностью 1000 м и их переработку методом выпаривания с получением 50%-ного раствора технического сульфата железа (8680 т/год) и парового конденсата (57600 т/год).

8. Проведен расчет ожидаемого предотвращенного вреда (ущерба) водным объектам. Для реки Белой предотвращенный вред составляет 99 млн. руб. по методике 2009 г. и 31 млн. руб. по методике 1999 г. Для реки Таналык предотвращенный вред составил соответственно 10 млрд. руб. и 1,6 млрд. руб.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

1. Набиев А.Т., Асадуллина Р.Д., Гашникова A.A., Хаматьярова K.P., Пестриков C.B. Экспериментальное исследование взаимодействия сульфата кадмия с жидким стеклом в водных растворах // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т. 16. - № 4. - С. 25 - 31.

2. Набиев А.Т., Асадуллина Р.Д., Пестриков C.B. Термодинамический анализ реакции образования силиката кадмия в водных растворах // Башкирский химический журнал. - 2009. - Т. 16. - № 4. — С. 145 - 148.

3. Пестриков C.B., Набиев А.Т., Зельдова А.И., Хамидуллина И.С., Шайдулина Г.Ф., Сабитова З.Ш., Ковтуненко C.B. Реагентная очистка металлсодержащих подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау // Инженерная экология. - 2009. - № 3. - С. 44 - 52.

4. Красногорская H.H., Сапожникова E.H., Набиев А.Т., Головина A.B. Легушс Э.Ф., Пестриков C.B. Физико-химическое сопоставление реагентных методов очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов // Успехи современного естествознания. - 2004. - № 2. - С. 114 - 115.

5. Пестриков C.B., Исаева О.Ю., Сапожникова E.H., Набиев А.Т., Астахова В.Л., Легушс Э.Ф., Красногорская H.H. Упрощенный термодинамический расчет эффективности гцдроксидного метода удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод // Фундаментальные исследования. -2004,- №5.-С. 48-51.

6. Кармацкая С.Р., Набиев А.Т., Мустафин А.Г., Ковтуненко C.B., Пестриков C.B. Загрязнение окружающей среды подотвальными водами и метод их безреагентной переработки // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2007): Сборник научных статей

IV-й Международной научно-технической конференции. - Уфа: УГАТУ, 2007. - С. 305 - 309.

7. Набиев А.Т., Хабибуллина Ю.В., Сайранова Л.Я., Пестриков C.B., Ковтуненко C.B. Изучение возможности применения жидкого натриевого стекла в качестве агента для ограничения поступления подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау в окружающую среду // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2008): Сборник научных статей V-й Международной научно-технической конференции. Том I. - Уфа: УГАТУ, 2008. - С. 167- 177.

8. Куликова Д.В., Набиев А.Т., Исаева О.Ю., Шайдулина Г.Ф., Пестриков C.B. Применение карбоната натрия для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод // Наука, образование, производство в решении экологических проблем (Экология-2009): Сборник научных статей VI-й Международной научно-технической конференции. Том II. - Уфа: УГАТУ, 2009. - С. 41 - 49.

9. Набиев А.Т., Зельдова А.И., Хамидуллина И.С., Пестриков C.B. Оценка экологической опасности подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау // Проблемы безопасности жизнедеятельности и промышленной экологии: Материалы 2-й Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых (г. Ульяновск, 2 июня 2009 г.). -Ульяновск: УлГТУ, 2009. - С. 98 - 101.

10. Мустафин А.Г., Кармацкая С.Р., Набиев А.Т., Шайдулина Г.Ф., Ковтуненко C.B., Пестриков C.B. Оценка ежегодного материального ущерба, наносимого поверхностным и подземным водам в результате нерегулируемого стока подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау // Устойчивое территориальное развитие: теория и практика: материалы Всероссийской научно-практической конференции (г. Сибай, 12 ноября 2009 г.). - Уфа: Гилем, 2009.-С. 187-194.

Соискатель

А.Т. Набиев

Подписано в печать 19.03.10 г. Формат 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать ризографическая. Тираж 104 экз. Заказ Гарнитура «ТтеяКеууКотап». Отпечатано в типографии «ПЕЧАТНЫЙ ДОМЪ» ИП ВЕРКО. Объем 1 п.л. Уфа, Карла Маркса 12 коря. 4, т/ф: 27-27-600, 27-29-123

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Набиев, Андрей Талибжанович

Введение.

Глава 1 Основы процессов реагентной и безреагентной очистки металлсодержащих сточных вод.

1.1 Образование и состав сточных вод горнорудных предприятий.

1.2 Образование и состав сточных вод гальванических производств.

1.3 Реагенты для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов.

1.3.1 Гидроксид натрия и гидроксид кальция.

1.3.2 Карбонаты щелочных и щелочноземельных металлов.

1.3.3 Сульфиды металлов.

1.3.4 Фосфаты металлов.

1.3.5 Цементирующие реагенты.

1.3.6 Соли железа.

1.3.7 Силикаты металлов.

1.4 Безреагентная очистка металлсодержащих сточных вод.

1.4.1 Фиторемедиационные методы.

1.4.2 Метод выпаривания.

Введение Диссертация по биологии, на тему "Защита водных объектов от воздействия металлсодержащих сточных вод"

Актуальность исследования. Современные масштабы антропогенного загрязнения окружающей среды разнообразными ксенобиотиками представляют серьезную угрозу для здоровья и благополучия настоящего и будущих поколений. Одним из основных источников загрязнения окружающей среды являются сточные воды промышленных предприятий, которые без достаточной очистки попадают в поверхностные водотоки. Среди множества веществ, сбрасываемых со сточными водами, особая роль принадлежит тяжелым металлам, которые наряду с другими суперэкотоксикантами относятся к химическим канцерогенам и способны оказывать негативное влияние на окружающую среду и живые организмы даже в следовых концентрациях.

Основное количество тяжелых металлов поступает в окружающую среду со сточными водами машиностроительных предприятий, на которых имеются гальванические производства, и горнорудных предприятий цветной металлургии по добыче и обогащению сульфидных руд железа, меди и цинка. Отдельную проблему представляют подотвальные воды отработанных карьеров, которые без очистки попадают в открытые водоемы.

В Республике Башкортостан из числа машиностроительных предприятий следует выделить ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение» (ОАО «УМПО»), которое сбрасывает недостаточно очищенные металлсодержащие сточные воды в реку Белая, а из числа отработанных карьеров - карьеры в долине реки Таналык, в частности, карьер Куль-Юрт-Тау Башкирского медно-серного комбината, г. Сибай, подотвальные воды которого загрязнены тяжелыми металлами в необычайно высокой степени.

К настоящему времени практически отсутствуют технологии очистки металлсодержащих сточных вод до норм ниже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения и тем более технологии очистки и переработки подотвальных вод отработанных карьеров. В большинстве случаев металлсодержащие сточные воды очищаются реагентными методами, эффективность которых нельзя признать удовлетворительной.

В связи с этим научная разработка и совершенствование как реагентных, так и безреагентных методов обезвреживания металлсодержащих сточных вод предприятий машиностроения и подотвальных вод отработанных карьеров, обеспечивающих полное прекращение стока, либо достижение норм ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения является актуальной проблемой.

Оценку разрабатываемых технологий в настоящее время рекомендуется осуществлять по системе СКОВИО (снижение количества отходов в источнике их образования, США), куда входят мероприятия, обеспечивающие не только снижение, но и ликвидацию или предотвращение образования вредных отходов (сточных вод). Таким образом, основной принцип разрабатываемых технологий, а также государственной политики, заключается в восстановлении состояния окружающей среды и сохранении биологического разнообразия в целях обеспечения устойчивого развития общества.

Актуальность рассматриваемой темы подтверждена тем, что в соответствии с «Концепцией долгосрочного социально-экономического развития Российской Федерации на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 17 ноября 2008 г. № 1662-р) и «Водной стратегией Российской Федерации на период до 2020 года» (утверждена распоряжением Правительства РФ от 27 августа 2009 г. № 1235-р) приоритетными направлениями развития водохозяйственного комплекса являются снижение антропогенной нагрузки и загрязнения водных объектов, улучшение состояния и восстановление водных объектов и их экосистем, модернизация очистных сооружений промышленных предприятий и внедрение в технологические схемы производственных объектов оборотного водоснабжения.

Работа выполнялась в рамках действующей государственной научно-технической программы Республики Башкортостан «Разработка научно-технических основ комплексных экологических производств на базе отходов и водных стоков горнорудных предприятий Южного Урала (месторождения Куль-Юрт-Тау и Бурибай) с организацией горно-экологического полигона» АН РБ и в соответствии с планом научно-исследовательских работ кафедры «Безопасность производства и промышленная экология» Уфимского государственного авиационного технического университета.

Цель исследования. Целью диссертационного исследования является разработка технологий реагентной и безреагентной защиты поверхностных водотоков от антропогенного воздействия металлсодержащих сточных вод машиностроительных и горнорудных предприятий.

Для достижения данной цели решаются следующие задачи:

- сопоставительное исследование реагентов-осадителей (NaOH, №2СОз, Na2Si03-2Si02) для удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод;

- оценка влияния рН осаждения и концентрации металлсодержащих взвешенных веществ на эффективность удаления ионов тяжелых металлов из очищенных сточных вод;

- изучение химического состава подотвальной воды отработанного карьера Куль-Юрт-Тау;

- исследование методов очистки подотвальной воды реагентными методами и методом выпаривания;

- разработка принципиальных технологических схем защиты поверхностных водотоков от металлсодержащих сточных вод (на примере рек Белой и Таналык, Республика Башкортостан). Научная новизна:

- установлены основные сопоставительные закономерности изменения рН и состава осадков при взаимодействии ионов тяжелых металлов с реагентами-осадителями в водных растворах с учетом вторичных химических взаимодействий в системе осадок - маточный раствор;

- на основе термодинамических расчетов образования силикатов и гидроксидов тяжелых металлов в водных растворах впервые показано, что термодинамически более устойчивыми продуктами взаимодействия силиката натрия с ионами тяжелых металлов являются не гидроксиды, а силикаты металлов;

- выявлено, что ионы тяжелых металлов независимо от вида реагента-осадителя можно разделить на две группы: первая — легкоосаждаемые

Л I Л 1 Т I Л I А . А .

Си , Zn , Pb , Cr , Fe ), вторая - трудноосаждаемые (Ni , Со , Cd , Mn , Fe ). Ион CdZT при карбонатном осаждении является легкоосаждаемым и относится к ионам металлов первой группы. Практическая ценность работы:

- сравнительная оценка эффективности реагентов-осадителей показала, что на первом месте находится гидроксидный метод, на втором — карбонатный, на третьем - силикатный;

- установлено, что силикат натрия при взаимодействии с подотвальной водой Куль-Юрт-Тау образует гели кремневой кислоты, что позволяет использовать подотвальную воду как кислотный отвердитель жидкого стекла. Выполнен расчет инъекционного метода устройства водоизоляционных экранов в грунтах однорастворной двухкомпонентной силикатизацией;

- разработана принципиальная технологическая схема очистки металлсодержащих сточных вод ОАО «УМПО», которая включает защелачивание стока до рН 9,0, удаление взвешенных веществ и доочистку на биоплато, что обеспечивает организацию оборотного водоснабжения на предприятии и сброс в реку Белая воды с содержанием загрязняющих веществ на уровне ниже ПДК для водоемов рыбохозяйственного назначения;

- разработана принципиальная технологическая схема переработки металлсодержащих подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау, которая включает установку водоизоляционных экранов для перехвата подотвальных вод, их сбор в технологическом пруду и выпаривание методом погружного горения с получением 50%-ного водного раствора технического сульфата железа и парового конденсата.

Внедрение результатов исследования. Рекомендации по очистке металлсодержащих сточных вод включены в план мероприятий по охране окружающей среды и рациональному использованию природных ресурсов на ОАО «УМПО».

Результаты, полученные в диссертационной работе, внедрены в учебный процесс Уфимского государственного авиационного технического университета и используются при подготовке специалистов по направлению 280200 «Защита окружающей среды» и специальности 280101 «Безопасность жизнедеятельности в техносфере».

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на IX, XII и XIII Республиканском конкурсе научных работ молодых ученых, аспирантов и студентов вузов РБ в области безопасности жизнедеятельности (Уфа, 2005, 2008, 2009 гг.); Международной научно-технической конференции «Наука, образование, производство в решении экологических проблем» (Уфа, 2006, 2007, 2008, 2009 гг.); Международной научно-практической конференции «Региональные экологические проблемы современности» (Уфа, 2006 г.); Международной научно-практической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых «Проблемы безопасности жизнедеятельности и промышленной экологии» (Ульяновск, 2009 г.); XIV Международной экологической конференции «Экология России и сопредельных территорий» (Новосибирск, 2009 г.); Всероссийской молодежной научной конференции «Мавлютовские чтения» (Уфа, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Устойчивое территориальное развитие: теория и практика» (Сибай, 2009 г.); Международной научной конференции молодых ученых, аспирантов, магистрантов, студентов «Экология человека и проблемы окружающей среды в постчернобыльский период» (Минск, 2009 г.); Всероссийской научно-практической конференции «Инновационное развитие горнометаллургической отрасли» (Иркутск, 2009 г.); I Всероссийской конференции стипендиатов Фонда им. В.И. Вернадского «Научный потенциал молодежи для устойчивого развития современного мира» (Москва, 2010 г.).

Публикации. Основные положения диссертации опубликованы в печати в 10 статьях, из них 2 в ведущих рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ.

Заключение Диссертация по теме "Экология", Набиев, Андрей Талибжанович

159 ВЫВОДЫ

1. Проведено сопоставительное рН-метрическое исследование взаимодействия ионов тяжелых металлов (Cd2+, Cu2+, Ni2+, Zn2+, Mn2+, Co2+,

24" 24* 3 +

Pb , Fe , Fe , Cr ) с осадкообразующими реагентами - гидроксидом, карбонатом и силикатом натрия в водных растворах. Показано, что при гидроксидном осаждении образующиеся осадки представляют собой преимущественно гидроксиды (Мп и Fe ) или основные соли металлов (сульфаты, нитраты, хлориды), что подтверждено результатами ИК-спектроскопических исследований. При карбонатном осаждении осадки идентифицированы как гидроксиды, основные карбонаты и основные соли металлов с соответствующим анионом исходного металла. При силикатном осаждении первичными продуктами являются гидроксиды и силикагель. Образование термодинамически устойчивых силикатов протекает в результате вторичных химических реакций в системе осадок - маточный раствор.

2. Исследована сравнительная характеристика реагентов-осадителей на

I Л ( л I Л I л I модельном растворе сточных вод, содержащих Си , Zn , Сг , Fe , Ni , Cd2+, Мп2+. Установлено, что металлами первой группы, осаждающимся с

21 ^ | о 11 j i высокой эффективностью являются

Си , Zn , Cr , Fe , с низкой (вторая группа) - Ni2+, Cd2+, Мп2+. Для металлов первой группы эффективность реагентов-осадителей практически одинакова. Впервые показано, что Cd2+, удаляемый с низкой эффективностью гидроксидным и силикатным методами, при карбонатном методе относится к металлам первой группы.

3. Установлено, что сточные воды ОАО «УМПО», сбрасываемые в реку Белая, содержат повышенные концентрации тяжелых металлов (рН стока 7,0 - 7,5) и характеризуются большим проскоком металлсодержащих взвешенных веществ (10 - 50 мг/дм ). Приведен анализ влияния рН и взвешенных веществ на остаточное содержание ионов тяжелых металлов в сточных водах.

4. Исследован химический состав подотвальной воды отработанного карьера Куль-Юрт-Тау. Показано, что подотвальные воды (рН = 1,6) можно отнести к жидким рудам — сухой остаток 94 г/дм3, сульфат-ион - 54 г/дм3, FeoGm 19,8 г/дм . Среди всех металлов в подотвальной воде доля железа составляет ~ 92 % масс.

5. Экспериментально исследованы гидроксидный (NaOH) и карбонатный (СаСОз) методы очистки подотвальной воды. Однако очищенная подотвальная вода остается токсичной: при гидроксидном 2 осаждении — за счет ионов SO4 , при карбонатном осаждении - за счет остаточного содержания тяжелых металлов. При обработке подотвальной воды жидким стеклом (Na2Si02'2Si02) происходит образование силикатных гелеобразных систем.

6. Разработана принципиальная технологическая схема защиты реки Белой, которая предусматривает защелачивание общезаводского стока ОАО «УМПО» с 7,0 до 9,0 водной суспензией карбидного шлама ацетиленового производства, полное удаление металлсодержащих взвешенных веществ в тонкослойных отстойниках, доочистку на биоплато перед сбросом в реку и возврат ~ 50 % очищенной воды на оборотное водоснабжение.

7. Разработана принципиальная технологическая схема защиты реки Таналык, которая предусматривает перехват подотвальных вод карьера Куль-Юрт-Тау водоизоляционными экранами на основе жидкого стекла глубиной 5 м и протяженностью 1000 м и их переработку методом выпаривания с получением 50%-ного раствора технического сульфата железа (8680 т/год) и парового конденсата (57600 т/год).

8. Проведен расчет ожидаемого предотвращенного вреда (ущерба) водным объектам. Для реки Белой предотвращенный вред составляет 99 млн. руб. по методике 2009 г. и 31 млн. руб. по методике 1999 г. Для реки Таналык предотвращенный вред составил соответственно 10 млрд. руб. и 1,6 млрд. руб.

161

Заключение

Дан анализ методов оценки предотвращенного вреда (ущерба) для реки Белой и реки Таналык в результате разработанных методов их защиты. Показано, что существующие на настоящее время методики оценки существенно отличаются по подходу к оценке вреда (ущерба), а также по полученным расчетным результатам.

Показано, что ожидаемый предотвращенный вред реке Белой в результате сброса доочищенных сточных вод ОАО «УМПО» составит 99 млн. руб. (методика 2009 г.), а ожидаемый предотвращенный экологический ущерб - 31 млн. руб. (методика 1999 г.).

Ожидаемый предотвращенный вред реке Таналык в результате прекращения поступления подотвальных вод отработанного карьера Куль-Юрт-Тау составит 10 млрд. руб. (методика 2009 г.), а ожидаемый предотвращенный экологический ущерб - 1,6 млрд. руб. (методика 1999 г.).

Несмотря на различную величину оценки предотвращенного вреда (ущерба), показано, что разработанные в настоящей работе методы защиты поверхностных водотоков позволяют существенно снизить антропогенное воздействие металлсодержащих сточных вод.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Набиев, Андрей Талибжанович, Уфа

1. Майстренко В.Н., Хамитов Р.З., Будников Г.К. Эколого-аналитический мониторинг суперэкотоксикантов. М.: Химия, 1996. — 319 с.

2. Никифорова Л.О., Белопольский JI.M. Влияние тяжелых металлов на процессы биохимического окисления органических веществ. — М.: БИНОМ, 2007. 78 с.

3. Баймаханов М.Т., Лебедев К.Б., Антонов В.Н., Озеров А.И. Очистка и контроль сточных вод предприятий цветной металлургии. М.: Металлургия, 1983. - 192 с.

4. Смирнов Д.Н., Генкин В.В. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов. -М.: Металлургия, 1989. 224 с.

5. Латышев П.М., Дементьев И.В. Уральский горнопромышленный комплекс // Горный журнал. 2003. - № 10. - С. 36 - 42.

6. Илимбетов А.Ф., Абдрахманов И.А., Каплунов Д.Р., Рыльникова М.В. Обоснование стратегии комплексного освоения медно-рудных месторождений Башкортостана // Горный журнал. 2004. - № 6. - С. 12 -15.

7. Серавкин И.Б., Косарев A.M., Салихов Д.М. Состояние минерально-сырьевой базы горнорудной промышленности Башкирского Зауралья в связи с проблемами экологии. — Уфа: УНЦ РАН Институт геологии, 1994.-36 с.

8. Абдрахманов Р.Ф. Гидрогеоэкология Башкортостана. Уфа: Информрекпама, 2005. - 344 с.

9. Гусев А.А. Организация оборотного водоснабжения и складирование хвостов обогащения // Горный журнал. 2004. - № 6. - С. 59 - 62.

10. Чантурия В.А., Макаров В.Н., Макаров Д.В. Инженерная экология: особенности гипергенных процессов в заскладированных горнопромышленных отходах // Инженерная экология. 1999. — № 4. — С. 2 - 9.

11. Чантурия В.А., Макаров Д.В., Макаров В.Н. Изменение нерудных минералов горнопромышленных отходов в процессе хранения под воздействием минеральных кислот // Инженерная экология. 2000. -№ 3. - С. 31 - 40.

12. Зотеев В.Г., Костерова Т.К., Жуковская Е.П. Прогноз выноса тяжелых металлов из техногенных объектов атмосферными осадками // Безопасность жизнедеятельности. 2002. — № 7. — С. 23 - 27.

13. Крайнов С.Р., Рыженко Б.Н., Швец В.М. Геохимия подземных вод. Теоретические, прикладные и экологические аспекты. М.: Наука, 2004. - 677 с.

14. Макаров Э.А., Подберезный B.JL, Сонин В.И., Черных Н.Е., Яковлев

15. B.В. Комплекс по переработке подотвальных и шахтных вод Учалинского горно-обогатительного комбината / Материалы второй Всероссийской научно-практической конференции «Отходы 2000», Часть I. - Уфа, 2000. - С. 175 - 179.

16. Гусев А.А. Оборотное водоснабжение и складирование хвостов на ОАО «Учалинский ГОК» // Известия ВУЗов. Горный журнал. 2004. - № 3. —1. C. 35-40.

17. Зайнуллин Х.Н. Бурибаевское рудоуправление как модельный объект влияния на подземные и поверхностные воды горнорудных предприятий Южного Урала / Материалы международного симпозиума «Чистая вода России». Екатеринбург, 1997. - С. 35 - 36.

18. Емлин Э.Ф. Техногенез колчеданных месторождений Урала. -Свердловск: Изд-во Уральского университета, 1991. 253 с.

19. Черников В.А., Алексахин P.M., Голубев А.В. и др. Агроэкология / Под ред. В.А. Черникова, А.И. Черкереса. М.: Колос, 2000. - 536 с.

20. Исаева О.Ю. Исследование перспективных методов очистки сточных вод от тяжелых металлов с целью создания эколого-геохимических барьерных зон: Дис. . канд. техн. наук / Уфимский государственный авиационный технический университет. Уфа, 2006. - 174 с.

21. Фатхутдинов А.А., Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф. и др. Образование сульфидов в малых реках-реципиентах сточных вод горнообогатительных комбинатов // Безопасность жизнедеятельности. — 2007.-№9.-С. 9- 14.

22. Мустафин А.Г., Ковтуненко С.В., Сабитова З.Ш., Пестриков С.В. Отработанные месторождения полезных ископаемых как источник загрязнения окружающей среды // Экология и промышленность России.- 2008. ноябрь. - С. 32 - 35.

23. Рыбаков Ю.С. Охрана и предотвращение загрязнения водных объектов от стока с техногенных образований: Атореф. дис. . д-ра техн. наук / РосНИИВХ. Екатеринбург, 1998. - 39 с.

24. Бойков Г.В. Техногенное воздействие горнорудного комплекса Республики Башкортостан на окружающую среду / Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Реновация: отходы- технологии доходы». - Уфа, 2004. - С. 40-43.

25. Удачин В.Н., Аминов П.Г., Дерягин В.В. Химический состав техногенных вод в карьерных озерах Башкортостана // Башкирский химический журнал. 2008. - Том 15. - № 4. - С. 64 - 69.

26. Абдрахманов Р.Ф., Чалов Ю.Н., Абдрахманова Е.Р. Пресные подземные воды Башкортостана. Уфа: Информреклама, 2007. - 184 с.

27. Анапольский В.Н., Прокопьев K.JI. Современные технологии очистки промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов // Сантехника. Отопление. Кондиционирование. 2006. - № 11. - С. 25 - 30.

28. Зайнуллин Х.Н., Бабков В.В., Иксанова Е.М. Гальваношламы в керамзитовый гравий // Экология и промышленность России. 2000. — № 1.-С. 18-21.

29. Зайнуллин Х.Н. Разработка технологии переработки осадков сто^гдщ вод в пигменты // Промышленные и бытовые отходы. Проблеъзг^ы и решения // Материалы конференции. — Уфа: ИППЭ и П, 1996. — С. —74 81.

30. Бучило Э. Очистка сточных вод травильных и гальванических отдел (Пер. с польск.). — М.: Металлургия, 1974. — 199 с.

31. Кудрявцев Н.Т. Электролитические покрытия металлами. М.: Хигуд^ 1979.-352 с.

32. Гальванические покрытия в машиностроении. Справочник. В 2-х то^ах / Под ред. М.А. Шлугера. -М.: Машиностроение, 1985.

33. Ажогин Ф.Ф., Беленький М.А., Галь И.Е. и др. Гальванотехника. CrrjpaB изд. М.: Металлургия, 1987. - 736 с.

34. Виноградов С.С. Экологически безопасное гальваническое производство. — М.: Глобус, 1998. 302 с.

35. Тимонин А.С. Инженерно-экологический справочник. Том 2. — Калуга-Изд-во Н. Бочкаревой, 2003. 884 с.

36. Сапожникова Е.Н. Снижение экологической опасно сти металлсодержащих сточных вод: Дис. . канд. техн. наук / Уфимский государственный авиационный технический университет. Уфа, 2007\ 190 с.

37. Зубарева Г.И., Филипьева М.Н., Плотников Д.А. Глубокая очистКа хромсодержащих сточных вод гальванического производства // Экология и промышленность России. 2005. - № 5. - С. 20 - 21.

38. Шаяхметов У.Ш., Мустафин А.Г., Амиров Р.А. Пирофиллит и материалы на его основе. М.: Наука, 2007. - 168 с.

39. Зельдова А.И. Ресурсосберегающая технология реагентной очистки металлсодержащих сточных вод и утилизации отработанных медноаммиачных растворов: Дис. . канд. техн. наук / Уфимский государственный авиационный технический университет. Уфа, 2008. 192 с.

40. Зайнуллин Х.Н., Бабков В.В., Закиров Д.М., Чулков А.Н., Иксанова Е.М. Утилизация осадков сточных вод гальванических производств. — М.: Изд. дом «Руда и металлы», 2003. 272 с.

41. Мустафин А.Г., Ковтуненко С.В., Пестриков С.В., Сабитова З.Ш. Исследование экологического состояния р. Таналык Республики Башкортостан // Вестник Башкирского университета, 2007. Том 12. — № 4. - С. 43 - 44.

42. Молчанова Я.П., Заика Е.А., Бабкина Э.И., Сурнин В.А. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды. — М.: ИНФРА-М, 2007. 192 с.

43. Бек Р.Ю. Воздействие гальванотехнических производств на окружающую среду и способы снижения наносимого ущерба. -Новосибирск: Изд-во ГПНТБ СО АН СССР, 1991. 88 с.

44. Давыдова C.JL, Тагасов В.И. Тяжелые металлы как супертоксиканты XXI века. М.: Изд-во РУДН, 2002. - 140 с.

45. Ершов Ю.А., Попков В.А., Берлянд А.С., Книжник А.З. Общая химия. Биофизическая химия. Химия биогенных элементов. М.: Высшая школа, 2009. - 559 с.

46. Святохина В.П. Исследование реагентного метода очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов: Дис. . канд. техн. наук / Уфимский государственный авиационный технический университет. Уфа, 2002. -164 с.

47. Кумок В.Н., Кулешова О.М., Карабин JI.A. Произведения растворимости. Новосибирск: Наука, 1983. -267 с.

48. Красногорская Н.Н., Пестриков С.В., Святохина В.П. Физико-химический анализ реагентного метода удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод // Вестник УГАТУ. 2001. - № 2(4). - С. 51-57.

49. Пестриков С.В., Святохина В.П., Исаева О.Ю., Шамуратова А.С. Расчет рН осаждения гидроксидов тяжелых металлов // Башкирский химический журнал. 2001. - Т. 8. - № 4. - С. 24 - 25.

50. Пестриков С.В., Исаева О.Ю., Красногорская Н.Н. Физико-химический расчет минимальной растворимости гидроксида железа (III) в водной среде // Башкирский химический журнал. 2002. — Т. 9. - № 2. — С. 22 — 24.

51. Пестриков С.В., Святохина В.П., Исаева О.Ю., Красногорская Н.Н. Расчет минимальной растворимости гидроксидов тяжелых металлов в воде // Журнал физической химии. 2002. - Т. 76. — № 8. — С. 1416 — 1417.

52. Пестриков С.В., Святохина В.П., Исаева О.Ю., Красногорская Н.Н. Оценка эффективности удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод в форме гидроксидов // Журнал прикладной химии. 2003. - Т. 76. -№2. -С. 330-332.

53. Пестриков С.В., Исаева О.Ю., Сапожникова Е.Н., Красногорская Н.Н. Упрощенный расчет минимальной растворимости и рН осаждения гидроксидов тяжелых металлов в водных растворах // Инженерная экология. 2004. - № 5. - С. 37 - 43.

54. Пестриков С.В., Красногорская Н.Н., Сапожникова Е.Н., Исаева О.Ю. Снижение экологической опасности металлсодержащих сточных вод. -Уфа: Изд-во УГАТУ, 2006. 252 с.

55. Волков Ю.В., Соколов И.В., Смирнов А.А. Стратегия освоения сырьевых ресурсов Урала // Горная промышленность. 2006. - № 4. - С. 57-62.

56. Сафарова В.И., Шайдулина Г.Ф., Смирнова Т.П. и др. Условия формирования состава сточных вод крупного горнообогатительного комбината // Башкирский химический журнал. 2007. - Т. 14. - № 5. - С. 28-30.

57. Виноградов С.С., Кудрявцев В.Н. Обоснованность и необоснованность применения различных перечней ПДК для стоков гальванического производства // Гальванотехника и обработка поверхности. 2002. - № 2. - С. 68 - 74.

58. Engineering and design: precipitation/coagulation/flocculation // Engineer-manual № 1110-1-4012. U.S. Army Corps of Engineers. 2001. -P. 101.

59. Вассерман И.М. Химическое осаждение из растворов. — Л.: Химия, 1980. 208 с.

60. Макаров В.Н., Мазухина С.И., Васильева Т.Н., Кременецкая И.П., Корытная О.П. Оптимизация очистки природных вод от ионов никеля и: меди с помощью карбонатной муки // Журнал прикладной химии. — 2001.-Т. 74.-Вып. 12.-С. 1985-1990.

61. Макаров В.Н., Кременецкая И.П., Корытная О.П. Оптимизация процесса нейтрализации кислотного загрязнения поверхностных водоемов карбонатной мукой // Инженерная экология. 1996. - № 1. — С. 95 - 101.

62. Шашкова И.Л., Ратько А.И., Панасюгин А.С., Мильвит Н.В., Бондарева Н.В. Обезжелезивание воды с помощью природных карбонатсодержащих трепелов // Журнал прикладной химии. 2001. — Т. 74. - Вып. 2. - С. 249 - 254.

63. Макаров В.Н., Мазухина С.И., Макаров Д.В., Васильева Т.Н., Кременецкая И.П. Применение кальцита и доломита для очистки технологических растворов от тяжелых металлов и железа // Журнал неорганической химии. 2001. - Т. 46. - № 11. - С. 1813 - 1821.

64. Лупейко Т.Г., Горбунова М.О., Баян Е.М. Глубокая очистка водных растворов от хрома (III) техногенным карбонатсодержащим отходом // Журнал прикладной химии. 2001. - Т. 74. - Вып. 10. - С. 1648 - 1650.

65. Лупейко Т.Г., Ивлева Т.И., Соловьев Л.А. Сорбция меди (II) из хлоридных растворов карбонатсодержащим техногенным отходом // Журнал прикладной химии. 2001. - Т. 74. - Вып. 4. - С. 567 - 570.

66. Лупейко Т.Г., Горбунова М.О., Баян Е.М. Глубокая очистка водных растворов от железа (III) карбонатсодержащим техногенным отходом // Журнал прикладной химии. 2004. - Т. 77. - Вып. 1. - С. 83 - 86.

67. Лупейко Т.Г., Баян Е.М., Горбунова М.О. Использование техногенного карбонатсодержащего отхода для очистки водных растворов от ионовникеля (И) // Журнал прикладной химии. 2004. - Т. 77. - Вып. 1. - С. 87 -91.

68. Жижаев A.M., Меркулова Е.Н. Взаимодействие сульфатных растворов цинка с природными карбонатами кальция // Журнал прикладной химии. 2008. - Т. 81. - № 6. - С. 908 - 912.

69. Жижаев A.M., Брагин В.И., Михайлов А.Г. Способ локализации техногенной меди. Пат. RU 2182134 (дата публикации патента 10.05.2002).

70. Пестриков С.В., Сапожникова Е.Н., Набиев А.Т. и др. Исследование взаимодействия сульфида натрия с солями Cd2+, Cu2+, Ni2+, Со2+, Pb2+ в водной среде // Башкирский химический журнал. 2004. — Т. 11. - № 3. — С. 48-50.

71. Пестриков С.В., Красногорская Н.Н., Сапожникова Е.Н., Легушс Э.Ф. Анализ эффективности реагентных методов удаления ионов тяжелых металлов из сточных вод // Безопасность жизнедеятельности. 2004. -№ 3. - С. 21 -23.

72. Peters R.W., Ku Y., Bhattacharryya D. Evalution of recent treatment techniques for removal of heavy metals from industrial wastewaters // AIChE Symp. Ser. 1985. - V. 81. - 243. - P. 165 - 203.

73. Bhattacharyya D., Jumawan A.B., Sun G. et al. Precipitation of heavy metals with sodium sulfide: bench-scale and full-scale experimental results // AIChE Symp. Ser. 1981. -V. 77. -209. - P. 31-38.

74. Peters R.W., Ku Y., Bhattacharyya D. Batch precipitation studies for heavy metal removal by sulphide precipitation // AIChE Symp. Ser. 1985. - V. 81. -243.-P. 9-27.

75. EPA, Summary report: Control and treatment technology for the Metal Finishing Industry; Sulfide precipitation. EPA, 625/8-80-003, 1980. P. 54.

76. Динкель В.Г., Фрехен Ф.Б., Динкель A.B. и др. Очистка промышленных сточных вод от ионов тяжелых металлов // Нефтегазовое дело. 2004. — №2.-С. 209-215.

77. Родионов А.И., Клушин В.Н., Торочешников Н.С. Техника защиты окружающей среды. М.: Химия, 1989. - 512 с.

78. Охрана окружающей среды при проектировании и эксплуатации рудников и шахт / Под ред. В.Н. Мосинца. М.: Недра, 1981. - 308 с.

79. Франк Ю.А., Лушников С.В. Анаэробная очистка вод от сульфатов и тяжелых металлов // Экология производства. 2006. - № 1. - С. 48 — 51.

80. Смирнова Т.П. Роль химико-биологических факторов в формировании экологического состояния малых рек в зоне влияния горнообогатительных комбинатов: Автореф. . канд. хим. наук / Башкирский государственный университет. Уфа, 2009. - 20 с.

81. Клячко Ю.А., Шапиро С.А. Курс химического качественного анализа. — М.: Госхимиздат, 1960. 702 с.

82. Карякин Ю.В., Ангелов И.И. Чистые химические вещества. М.: Химия, 1974.-408 с.

83. Шульга Н. В., Шашкова И. Л., Самускевич В. В. Сорбция свинца (II) фосфатами кальция // Журнал прикладной химии. 1999. - Т. 72. - Вып. 11.-С. 1852-1858.

84. Шашкова И.Л., Ратько А.И., Китикова Н.В. Извлечение Fe (III) из водных растворов фосфатами щелочноземельных металлов // Журнал прикладной химии. 1997. - Т. 70. - Вып. 11. - С. 1787 - 1793.

85. Куцый В.Г. Удаление Со2+, Ni2+, Cu2+, Zn2+, Mn2+, Fe3+ и Cr6+ из водных растворов фосфатами металлов // Экотехнологии и ресурсосбережение. -2002. -№ 1.-С. 42-45.

86. Дресвянников А.Ф., Сопин В.Ф., Хайруллин М.Г. Контактное осаждение кадмия из отработанных промышленных растворов // Журнал прикладной химии. 1999. - Т. 72. - Вып. 4. - С. 601 - 605.

87. Медведев A.M. Технология производства печатных плат. М.: Техносфера, 2005. — 358 с.

88. Васильев А.Н., Маркова Н.А., Галинский А.А., Зайченко В.Н. Очистка сточных вод гальванических производств от ионов меди // Химия и технология воды. 1996. - Т. 18. - № 6. - С. 649 - 651.

89. Евдокимова Н.А., Макаров В.М. Утилизация медьсодержащих отработанных травильных растворов // Экология и промышленность России. 2005. - № 1. - С. 28 - 29.

90. Маркова Н.П., Пашелько-Лобачева Г.М. Охрана водного бассейна от токсичных загрязнений // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов. Обзор информ. УкрНИИНТИ. -Киев: УкрНИИНТИ, 1988. Вып. 1. - 44 с.

91. Hovelmann S., Haase С., Rabiger N. Elimination von Schwermetallen und Sulfaten // WWT: Wasserwirt. Wassertechn.: Das Praxismagazin fur Entscheidungen im Wassermanagement. 2005. - № 9. - S. 15-19.

92. Rouff Ashaki A., Elzinga Evert J., Reeder Richard J., Fisher Nicholas S. The effect of aging and pH on Pb (II) sorption processes at the calcitewater interface // Environ. Sci. and Technol. 2006. - 40, № 6. - P. 1792 - 1798.

93. Lebek M., Simon G., Augstein L., Meierling L. Wassermanagement fur die galvanotechnische chemische Industrie // KA-Abwasser, Abfall. 2005. - 52, № 9. - S. 1018-1023.

94. Крупская Л.Т., Мамаев Ю.А., Литвинов П.Л. и др. Способ бездамбового хранения и утилизации отходов золотодобычи в условиях муссонного климата и горного рельефа. Пат. RU 2277020 (дата публикации патента 27.05.2006).

95. Филиновский В.Ю., Никольская Т.Ю., Шевченко В.К. Ферритизационная очистка гальваностоков предприятий по производству изделий электронной техники // Экология и промышленность России. -1998.-№6.-С.4-8.

96. Будиловскис Ю.Я. Эффективная и доступная технология очистки промышленных стоков // Экология и промышленность России. 1996. — № 8. - С. 20-22.

97. Будиловскис Ю.Я. Технология глубокой очистки стоков и утилизации отходов // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2006. — № 2. — С. 32-34.

98. Назаров В.Д., Гурвич JI.M., Русакович А.А. Водоснабжение в нефтедобыче. Уфа: ООО «Виртуал», 2003. - 508 с.

99. Соложенкин П.М., Небера В.П. Гальванохимическая обработка сточных вод // Экология и промышленность России. 2000. - №7. - С. 10-13.

100. Соложенкин П.М. Состояние и проблемы очистки сточных вод с применением эффекта макрогальванопары // Научно-технические аспекты охраны окружающей среды. Обзорная информация. М.: ВИНИТИ. - 2002. - № 2. - С. 51 - 107.

101. Кривошеин Д.А., Кукин П.П., Лапин B.JI. и др. Инженерная защита поверхностных вод от промышленных стоков. М.: Высшая школа, 2003.-344 с.

102. Tipton Gary A., Slack Harry М. Cells and electrodes for electrocoagulation treatment of wastewater. Пат. USA 6972077 (дата публикации патента 06.12.2005).

103. Мышляева Л.В., Краснощеков В.В. Аналитическая химия кремния. М.: Изд-во «Наука», 1972. - 212 с.

104. Середа Б.П., Кравченко Г.А., Соложенко А.А. и др. Способ очистки сточных вод от шестивалентного хрома. Авторск. свид. СССР № 1137084 (опубл. 30.01.1985).

105. Макаров В.Н., Макаров Д.В., Луговская А.С., Калинников В.Т. Способ очистки воды от ионов тяжелых металлов. Пат. RU 2259956 (дата публикации патента 10.09.2005).

106. Алексеенко В.А., Алексеенко Л.П. Геохимические барьеры. М.: Логос, 2003.- 144 с.

107. Воропаева Л.А., Дзагоев Л.М., Пастухов А.В. Способ очистки сточных вод, содержащих кремнегель, от ионов тяжелых металлов. Пат. RU 2140397 (дата публикации патента 27.10.1999).

108. Айлер Р. Химия кремнезема. Пер. с англ. Том 1. М.: Мир, 1982. - 416 с.

109. Душина А.П., Алесковский В.Б. О связи процесса сорбции ионов металлов силикагелем с растворимостью образующихся сорбционных соединений // Журнал общей химии. 1968. Том 38. — Вып. 7. — С. 1419 — 1427.

110. Сидоров В.И., Малявский Н.И., Покидько Б.В. Получение высокоосновных силикатов некоторых переходных металлов методом осаждения. Режим доступа: http://www.stroinauka.ru/dl8dr5856m0rr32.html

111. Черкинский Ю.С. Химия полимерных неорганических вяжущих веществ. — М.: Химия, 1967. — 224 с.

112. Guide to Documenting and Managing Cost and Performance Information for Remediation Projects // EPA 542-B-98-007, 1998, www.frtr.gov. P. 77.

113. Prasad M. N. V. Phytoremediation of Metal-Polluted Ecosystems: Hype for Commercialization // Russian Journal of Plant Physiology. 2003. - V. 50. -№5.-P. 686-700.

114. Pulford I.D., Watson С. Phytoremediation of heavy metal-contaminated land by trees a review // Environment International. - 2003. - V. 29. — P. 529 — 540.

115. Dushenkov V., Nanda Kumar P.B.A., Motto H., Raskin I. Rhirofiltration: The Use of Plants To Remove Heavy Metals from Aqueous Streams // Environ. Sci. Technol. 1995. -V. 29. - P. 1239 - 1245.

116. Vlyssides A., Barampouti E.M., Mai S. Heavy metal removal from water resources using the aquatic plant Apium nodiflorum II Communication in soil science and plant analysis. 2005. - V. 36. - P. 1-7.

117. Kamal M., Ghaly A.E., Mahmoud N., Cote R. Phytoaccumulation of heavy metals by aquatic plants // Environment International. 2004. - V. 29. — P. 1029- 1039.

118. Nanda Kumar P.B.A., Dushenkov V., Motto H., Raskin I. Phytoextraction: The Use of Plants To Remove Heavy Metals from soils // Environ. Sci. Technol. 1995. - V. 29. P. 1232 - 1238.

119. Защита подземных вод от загрязнения в районах проектируемых и действующих хвостохранилищ. Сб. научных трудов / Под ред. Сергеева В.И. М.: Изд-во МГУ, 1992. - 168 с.

120. Ржаницын Б.А. Химическое закрепление грунтов в строительстве. — М.: Стройиздат, 1986. 264 с.

121. Саксин Б.Г., Крупская Л.Т. Роль болотных систем в очистке стоков горных предприятий Дальнего Востока // Горный журнал. 2004. - № 2. -С. 76-78.

122. Кривицкий С.В. Экологическая реабилитация водных объектов // Экология и промышленность России. 2007. - № 5. - С. 20 - 23.

123. Эйнор JI.O. Ботаническая площадка биоинженерное сооружение для доочистки сточных вод // Водные ресурсы. - 1990. - № 4. - С. 149-161.

124. Соколов Ю.Н., Плотницкий JI.A., Стрюк Т.Ю., Дьяконов О.А. Применение биоплато для снижения биогенного загрязнения водоемов и водотоков // В1сник Одеського державного еколопчного ушверситету. — 2009.-№7.-С. 20-25.

125. Бурейко Т.В., Ладыженский В.Н., Стольберг Ф.В. Рыночный потенциал экотехнологий / Основные направления экологического предпринимательства, их законодательное, финансовое и организационное обеспечение. В 2-х томах. Харьков, 2002.

126. Лукина Л.Ф., Смирнова Н.Н. Физиология высших водных растений. — Киев: Наукова Думка, 1988. 188 с.

127. Журба М.Г., Вдовин Ю.И., Говорова Ж.М., Лушкин И.А. Водозаборно-очистные сооружения и устройства. М.: Астрель. ACT, 2003. - 569 с.

128. Кравец В.В., Бухгалтер Л.В., Акольвин А.П., Бухгалтер Б.Л. Высшая водная растительность как элемент очистки сточных вод // Экология и промышленность России. 1999. - № 8. - С. 20-23.

129. Алешечкин В.Н., Кумани М.В. Способ биологической доочистки сточных вод. Пат. RU 2186738 (дата публикации патента 10.08.2002).

130. Вдовина И.В. Снижение антропогенной нагрузки на малые реки в зоне влияния горнорудного промышленного предприятия: Дис. . канд. техн. наук / Уфимский государственный авиационный технический университет. — Уфа, 2009. 166 с.

131. Фирсова Л.П., Карышев С.Б., Домрачев Р.А. и др. Опыт использования установки очистки сточных вод с вакуумным выпариванием // Гальванотехника и обработка поверхности. 2005. - 13, № 3. — С. 49 — 51.

132. Fischer P. Einsatz von Vakuumverdampfen in der Galvanotechnik // Galvanotechnik. 2006. - 97, № 2. - P. 454 - 458.

133. Бернадинер M.H., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание отходов. М.: Химия, 1990. - 304 с.

134. Позин М.Е. Технология минеральных солей. Л.: Госхимиздат, 1961. -1008 с.

135. Сидельников Г.С. Получение минеральных солей из рассолов Кара-Богаз-Гола // Химическая промышленность, 1963. № 7. - С. 21 - 25.

136. Аксенов В.И., Никулин В.А., Подберезный В.Л. Опыт и перспективы переработки химически загрязненных промышленных стоков / Международный форум. Рациональное природопользование (конгресс и выставка). М., 2005. - С. 268 - 269.

137. Бабко А.К., Пятницкий И.В. Количественный анализ. М.: Высшая школа, 1968.-496 с.

138. Лазарев А.И., Харламов И.П., Яковлев П.Я., Яковлева Е.Ф. Справочник химика-аналитика. -М.: Металлургия, 1976. — 184 с.

139. ПНД Ф. 14.1:2.111-97. Методика выполнения измерений массовой концентрации хлорид-ионов в пробах природных и очищенных сточных вод меркуметрическим методом.

140. ПНД Ф 14.1:2.159-2000. Методика выполнения измерений массовой концентрации сульфат-ионов в пробах природных и сточных вод турбидиметрическим методом.

141. ПНД Ф 14.1:2.4-95. Методика выполнения измерений массовой концентрации нитрат-ионов в природных и сточных водах фотометрическим методом с салициловой кислотой.

142. ПНД Ф 14.1:2:4.166-2000. Методика выполнения измерений массовой концентрации алюминия в пробах природных, очищенных сточных и питьевых вод фотометрическим методом алюминоном.

143. РД 52.24.432-2005. Массовая концентрация кремния в поверхностных водах суши. Методика выполнения измерений фотометрическим методом в виде синей (восстановленной) формы молибдокремниевой кислоты.

144. Тарасевич Н.И. Руководство по спектральному анализу. М.: МГУ, 1977.-36 с.

145. Мазо Г.Н. Методы атомного спектрального анализа // Соросовский образовательный журнал. — 2000. — Т. 6. — № 7. С. 31 - 34.

146. Петере Д., Хайес Дж., Хифтье Г. Химическое разделение и измерение. Теория и практика аналитической химии. Том 1. — М.: Химия, 1978. -477 с.

147. Смит А. Прикладная ИК-спектроскопия. М.: Мир, 1982. - 328 с.

148. Накамото К. Инфракрасные спектры неорганических и координационных соединений. М.: Мир, 1966. - 413 с.

149. Беллами Л. Инфракрасные спектры молекул. М.: Изд-во "ИЛ", 1957. -444 с.

150. Горшков B.C., Тимашев В.В., Савельев В.Г. Методы физико-химического анализа вяжущих веществ. М.: Высшая школа, 1981. -335 с.

151. ПНД Ф 14.1:2:4.139-98 (издание 2004 г.). Методика выполнения измерений массовой концентрации кобальта, никеля, меди, хрома, цинка, марганца, железа, серебра в питьевых, природных, сточных водах методом атомно-абсорбционной спектрометрии (AAS).

152. Карпов Ю.А., Савостин А.П. Методы пробоотбора и пробоподготовки. — М.: БИНОМ, 2003. 243 с.

153. ПНД Ф 14.1:2.114-97 Методика выполнения измерений массовой концентрации сухого остатка в пробах природных и очищенных сточных вод гравиметрическим методом.

154. Скуг Д., Уэст Д. Основы аналитической химии. Т. 1. — М.: Мир, 1979. -480 с.

155. Пособие по химическому закреплению грунтов инъекцией в промышленности и гражданском строительстве (к СНиП 3.02.01-83) / НИИОСП им. Герсеванова. М.: Стройиздат, 1986. - 128 с.

156. Чалый В.П. Гидроокиси металлов. Киев: Наукова думка, 1972. - 153 с.

157. Danna W. Mayo, Foil A. Miller, Robert W. Hannah Course notes on the interpretation of infrared and Raman spectra. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons Inc, 2004. - 567 p.

158. Плюснина И.И. Инфракрасные спектры минералов. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1976.-175 с.

159. Фиштик И.Ф. Термодинамика сложных химических равновесий. — Кишинев: Штиница, 1989. 315 с.

160. Фиштик И.Ф., Ватаман И.И. Термодинамика гидролиза ионов металлов. Кишинев: Штиница, 1988. - 291 с.

161. Baes C.F., Mesmer R.E. The hydrolysis of cations. — New York: Wiley-Intersciences, 1976. 489 p.

162. Мельник Ю.П. Термодинамические константы для анализа условий образования железных руд. Киев: Наукова думка, 1972. - 196 с.

163. Васильев В.П. Аналитическая химия. Титриметрические и гравиметрический методы анализа. М.: Дрофа, 2004. - 368 с.

164. Термические константы веществ / Медведев В.А., Бергман Г.А. и др. Под ред. Глушко В.П., вып. V, часть 1. -М.: ВИНИТИ, 1971.-532 с.

165. Наумов Г.Б., Рыженко Б.Н., Ходаковский И. Л. Справочник термодинамических величин. М.: Атомиздат, 1971. - 240 с.

166. Справочник химика / Под ред. Б.П. Никольского. — Том 1. — Л.: Химия, , 1966,- 1072 с.

167. Бабушкин В.И., Матвеева Г.М., Мчедлов-Петросян О.П. Термодинамика силикатов. -М.: Стройиздат, 1968. — 408 с.

168. Цуканова В.М., Тихомолова К.П. Взаимодействие аква- и гидроксокомплексов свинца (II) с поверхностью кварца в водных растворах с различными значениями рН // Коллоидный журнал. 1995. — Том 57. - № 6. - С. 878 - 883.

169. Шабанова Н.А., Попов В.В., Саркисов П.Д. Химия и технология нанодисперсных оксидов. М.: ИКЦ «Академкнига», 2006. — 309 с.

170. Бриттон Х.Т.С. Водородные ионы. Определение и значение их в теоретической и прикладной химии. Л.: ОНТИ-Химтеорет, 1936. — 579 с.

171. Григорьев П.Н., Матвеев М.А. Растворимое стекло (получение, свойства и применение). — М.: Гос. издательство литературы по строительным материалам, 1956. 443 с.

172. Корнеев В.И., Данилов В.В. Жидкое и растворимое стекло. С.П.: Стройиздат СПб, 1996. - 216 с.

173. Пестриков С.В., Красногорская Н.Н., Исаева О.Ю., Святохина В.П., Шамуратова А.С. Потенциальная экологическая опасность шламовгальванических производств для водных объектов // Безопасность жизнедеятельности. 2002. - № 2. - С. 18 - 21.

174. Термические константы веществ / Медведев В.А., Бергман Г.А. и др. Под ред. Глушко В.П., вып. VI, часть 1. М.: ВИНИТИ, 1972. - 370 с.

175. Карпов И.К., Кашик С.А., Пампура В.Д. Константы веществ для термодинамических расчетов в геохимии и петрологии. М.: Наука, 1968.-125 с.

176. Термические константы веществ / Медведев В.А., Бергман Г.А. и др. Под ред. Глушко В.П., вып. VII, часть 1. М.: ВИНИТИ, 1974. - 344 с.

177. Карапетьянц М.Х., Карапетьянц М.Л. Основные термодинамические константы неорганических и органических веществ. М.: Химия, 1968. — 472 с.

178. Ахметов Т.Г., Порфирьева Р.Т., Гайсин Л.Г. и др. Химическая технология неорганических веществ. М.: Высшая школа, 2002. — 533 с.

179. Гаррелс P.M., Крайст Ч.Л. Растворы, минералы, равновесия. М.: Мир, 1968.-368 с.

180. Лаптев Ю.В., Сиркис А.Л., Колонии Г.Р. Сера и сульфидообразование в гидрометаллургических процессах. Новосибирск: Наука, 1987. - 160 с.

181. Жижаев А.И., Брагин В.И., Михайлов А.Г. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых цветных металлов. Пат. RU 2191750 (дата публикации патента 27.10.2002).

182. Мустафин А.Г., Сабитова З.Ш., Ковтуненко С.В., Пестриков С.В. Технология очистки подотвальных сточных вод горнодобывающих предприятий // Экотехнологии и оборудование. — 2010. № 1. — С. 37 — 39.

183. Ленченкова Л.Е., Кабиров М.М., Персиянцев М.Н. Повышение нефтеотдачи неоднородных пластов. Уфа: Изд-во УГНТУ, 1998. - 255 с.

184. Мустафин А.Г., Сабитова З.Ш. Разработка гидроизолирующего барьера для ограничения подотвальных стоков отработанного месторождения полиметаллических сульфидных руд // Инженерная экология. 2010. -(в печати).

185. Сычев М.М. Неорганические клеи. — Л.: Химия, 1986. — 152 с.

186. Глуховский В.Д. Грунтосиликаты. Киев: Гос. издательство литературы по строительству и архитектуре УССР, 1959. — 127 с.

187. Алабовский А.Н., Удыма П.Г. Аппараты погружного горения. М.: Издательство МЭИ, 1994. - 256 с.