Биомониторинг и снижение токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей

Хамидуллова, Лейла Рафаильевна

Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему
Биомониторинг и снижение токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей
ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Биомониторинг и снижение токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей"

005013910

ХАМИДУЛЛОВА ЛЕЙЛА РАФАИЛЬЕВНА

БИОМОНИТОРИНГ И СНИЖЕНИЕ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Специальность 03.02.08 - экология (биология)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

1 5 МДР 2012

Тольятти - 2012

005013910

Работа выполнена на кафедре инженерной защиты окружающей среды Тольяттинского государственного университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Васильев Андрей Витальевич

Официальные оппоненты: Доктор биологических наук, профессор

Алимова Фарида Кашифовна;

Доктор биологических наук, профессор Шляхтин Геннадий Викторович

Ведущая организация:

Нижегородский государственный университет им. Н.И. Лобачевского

Защита состоится 30 марта 2012 г. в 1230 часов на заседании диссертационного совета Д 002.251.01 при Институте экологии Волжского бассейна РАН по адресу: 445003 г. Тольятти, ул. Комзина, 10. Тел. (8482) - 48-99-77. Факс (8482) - 48-95-04. E-mail: ievbras2005@mail.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института экологии Волжского бассейна РАН, с авторефератом - в сети Интернет на сайте ИЭВБ РАН по адресу: www.ievbras.ru и на сайте Минобрнауки www.mon.gov.ru.

Автореферат разослан «18» февраля 2012 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета, кандидат биологических наук

A.JI. Маленёв

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования. Современные предприятия потребляют смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) до десятков тысяч тонн в год, и эта цифра постоянно растет (Титуренко, 2001). Загрязнение окружающей среды и воздействие на здоровье людей происходит как в процессе эксплуатации СОЖ, так и в результате их утилизации (Филатов, 2001; Коростылева, 2001). Характерно просачивание СОЖ в экосистему и загрязнение ее экологически опасными компонентами. СОЖ оказывают негативное воздействие на организм работников предприятий в результате непосредственного контакта с кожным покровом рабочих или контакта через спецодежду, пропитанную СОЖ, а также в результате поступления паров, аэрозолей, конденсата СОЖ в организм рабочих через дыхательную систему. Для оценки ¡токсичности объектов окружающей среды целесообразно использовать методы биологического мониторинга (Шитиков, Розенберг, Зинченко, 2003). Вместе с тем, оценка степени токсичности СОЖ имеет определенную специфику и нуждается в отдельной проработке. Таким образом, актуальными являются разработка новых подходов к оценке токсичности различных видов СОЖ на основе методов биомониторинга, разработка и внедрение методов снижения негативного влияния СОЖ.

Цель исследования - анализ токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду на основе комплексной оценки СОЖ и биомониторинга.

'Задачи исследования:

1. Разработка методики классификации и комплексной оценки СОЖ по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования их токсикологических характеристик;

2. Биологический мониторинг токсического воздействия различных марок СОЖ с использованием методов биотестирования;

,3. Балльно-рейтинговое ранжирование различных марок СОЖ;

4. Разработка методологических основ снижения токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду;

5. Реализация мероприятий по оценке и снижению токсического воздействия СОЖ.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Предложена новая методика классификации и комплексной оценки СОЖ' по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования токсикологических характеристик СОЖ;

2. Получены новые экспериментальные данные степени токсичности различных марок СОЖ методами биотестирования и результаты их балльно-рейтингового ранжирования на основе разработанной методики;

3. Предложены методологические основы снижения токсического > воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

Теоретическое значение работы. Отраженные в диссертационной работе материалы вносят вклад в развитие прикладной экологии и экологии человека, в частности, расширяют представления о негативном воздействии СОЖ на человека и окружающую среду и позволяют оценить степень данного воздействия на основе комплексной оценки основных характеристик СОЖ.

Практическая значимость результатов. Предложенные обобщенная классификация СОЖ, методика комплексной оценки степени воздействия на человека и окружающую среду и программное обеспечение позволяют органам надзора и контроля, а также предприятиям, организациям и учреждениям выбирать, разрабатывать и использовать эффективные методы мониторинга и снижения токсического воздействия СОЖ на окружающую среду.

Полученные автором результаты оценки мероприятий по мониторингу и снижению токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду позволят использовать наиболее эффективные методы мониторинга и снижения токсического воздействия СОЖ. Результаты работы внедрены и использованы в ОАО "АВТОВАЗ", ОАО "КуйбышевАзот", ООО "ПОВТОР", в Тольятгинском государственном университете для обучения аспирантов, магистрантов и студентов экологических специальностей и направлений.

Таким образом, использование результатов диссертационной работы позволяет проводить более эффективно комплексную оценку, биомониторинг и снижение токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа проведена в рамках государственного задания Министерства образования и науки РФ высшим учебным заведениям в части проведения НИР, а также при поддержке гранта Ведущих научных школ РФ (НШ.4245.2008.8) и гранта Правительства Самарской области (шифр 150Е2.7К).

Достоверность результатов исследований обусловлена использованием аккредитованных методик биотестирования, проведением экспериментальных исследований государственной аккредитованной лабораторией с использованием современной аппаратуры, прошедшей государственную поверку.

Апробация работы. Основные положения работы представлены и доложены на научных мероприятиях различного уровня: 3-м международном экологическом конгрессе (5-й международной научно-технической конференции) «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ЕЬР1Т-2011 (Тольятти, 2011); 2-м международном экологическом конгрессе (4-й международной научно-технической конференции) «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ЕЬР1Т-2009 (Тольятти, 2009); 1-й международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ЕЬР1Т-2003 (Тольятти, 2003); VI международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (Пенза, 2004); международной научно-

практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2005); международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения» (Казань, 2010); 8-й международной научной конференции International Occupational Health Organization ЮНА-2010 (Италия, Рим, 2010), научно-практической конференции «Проблемы экологии городского округа Тольятти и пути их решения» (Тольятти, 2010); XIV аспирантско-магистерском научном'семинаре Казанского государственного энергетического института (Казань, 2011).

Декларация личного участия автора. Автором лично осуществлен весь комплекс исследований, обработка и интерпретация фактического материала. Написание текста диссертации осуществлялись лично автором по плану, согласованному с научным руководителем. Доля личного участия автора в написании работ, опубликованных в соавторстве, составляет 50-80%..

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

1. Методика, позволяющая осуществлять классификацию и комплексную оценку СОЖ по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования их токсикологических характеристик.

2. Результаты биологического мониторинга токсического воздействия различных марок СОЖ, подтверждающие высокую степень токсичности различных марок СОЖ и их негативное воздействие.

3. Результаты балльно-рейтингового ранжирования различных марок СОЖ, позволяющие комплексно оценивать степень негативного воздействия различных марок СОЖ на человека и окружающую среду.

4. Методологические основы, позволяющие снизить токсическое воздействие СОЖ на человека и окружающую среду и предложить стратегию улучшения экологических показателей.

5. Результаты практической оценки и снижения токсического воздействия СОЖ.

Публикации. Основное содержание диссертационного исследования отражено в 19 публикациях, в том числе 5 статей в рецензируемых научных журналах, рекомендованных ВАК РФ.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 5 глав, выводов, списка литературы и приложений. Общий объем работы составляет 155 страниц основного текста и 57 страниц приложений, в том числе 16 рисунков и 11 таблиц. Список литературы составляет 130 наименований, в том числе 21 на английском языке.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, сформулированы цель и задачи исследования, научная новизна и практическая значимость работы, представлены положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассмотрены виды негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду, обобщен опыт ученых в исследовании токсикологических характеристик СОЖ методами биомониторинга. Значительный вклад в биологический мониторинг объектов окружающей среды внесли Д.Б. Гелашвили, Г.С. Розенберг, Т.Д. Зинченко, В.К. Шитиков, И.П. Герасимов, Ю.А. Израэль, А.Н. Голицын, В.П. Леонов, Н. Цейтлин и др. Исследования основных характеристик смазочно-охлаждающих жидкостей, оценка негативного влияния СОЖ и способов снижения негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду приведены в работах JI.B. Худобина, С.Г. Энтелиса, Э.М. Берлинера, Е.Г. Бердичевского, Е.М. Булыжева, A.B. Васильева, И.М. Трахтенберга, Г.Д. Поруцкого, В.Н. Латышева, М.И. Клушина, И.А. Коростылевой, H.H. Филатова, В.В. Юшкова и др.

Результаты ряда исследований показывают, что средний срок использования СОЖ варьирует от двух недель до полутора месяцев. Наибольшую опасность представляют отработанные СОЖ, в состав которых входят индустриальное масло, щелочь, полигликоли, асидол и ряд других веществ. Показано, что отработанные СОЖ в 15-30 раз токсичнее свежих.

Просачивание СОЖ в экосистему приводит к их распространению в атмосфере, воде, почве, пищевых цепях и продуктах питания и последующему загрязнению экологически опасными компонентами. Кроме того, углеводороды нефтяных и синтетических масел, имея невысокую (10-30%) степень биоразлагаемости и накапливаясь в окружающей среде, могут вызвать негативное воздействие на объекты окружающую среду.

•В результате испарения СОЖ токсичные компоненты (диоксид серы, органические соединения хлора) с облаками разносятся на большие территории. Проливы и утечки СОЖ вызывают образование в почве масляных линз, из которых масло распространяется в ширину и вглубь, контактирует с грунтовыми водами и мигрирует с ними.

Некоторые СОЖ используются не только в промышленности, но и в бытовых условиях, например, антифризы (тосолы), используемые в качестве охлаждающей жидкости двигателя внутреннего сгорания и в качестве рабочей жидкости других теплообменных аппаратах, эксплуатируемых при низких и умеренных температурах. При работе с антифризами (тосолами) выделяется этиленгликоль, который обладает ядовитым и наркотическим действием, способен проникать в организм через кожу, вызывая хроническое отравление организма человека с поражением жизненно-важных органов: сосудов, почек, нервной системы (Бердичевский, 2006). Ряд работ свидетельствует о неуклонном росте заболеваемости рабочих при длительном контакте с СОЖ (Филатов, 2001; Коростылева, 2001; Думский, 2001; Юшков, 2002 и др.). При этом исследования некоторых авторов показывают, что существующие средства защиты не оказывают должного протективного эффекта на физиологические системы организма при воздействии на него СОЖ и их компонентов (Кошкина, 2007).

На основании проведенного анализа дана классификация основных путей поступления вредных веществ СОЖ в организм рабочих и в окружающую среду и возникающие при этом профессиональные заболевания (рис. 1).

Виды негативного воздействия СОЖ на рабочих

ЭКСПЛУАТАЦИЯ при обработке деталей

Разбрызгивание

Биоповреждения!

Перегрев

Непосредственный контакт с кожным покровом рабочих или контакт через слецоде>еду, пропитанную СОЖ ^

Гранулемы Гиперператоз Экземы Полиневрит Фолликулы Дерматиты

Маслинные папилломы Хроническая пигментация кожи Возможны злокачественные образования, в т.ч. рак кожи

Эпидермиты Гиперператоз Меланмозы Угри

Олегранулемы

ПРОЛИВЫ при эксплуатации, транспортировке и др.

Через неплотности в аппаратуре

]Череэ неплотности I ■ коммуникациях

При открытом

сливв из одной

емкости в другую

/^Поступление паров, аэрозолей и \ (конденсата СОЖ через дыхательную) \ систему в организм рабочих у-

Шпоидная пневмония Снижение иммунитета Интоксикация разных органов и тканей Возможен рак легких

Рисунок 1. Основные пути поступления вредных веществ СОЖ в организм рабочих и вызываемые профессиональные заболевания

В первой главе также отражены последствия биоповреждений при воздействии СОЖ и вызываемое тем самым негативное воздействие СОЖ на человека и окружающую среду. Негативное воздействие СОЖ на рабочих подтверждено результатом анализа профессиональной заболеваемости рабочих ОАО «АВТОВАЗ» с этиологическим фактором СОЖ (рис. 2). Из графика частоты профессиональных заболеваний на ОАО «АВТОВАЗ» видна тенденция роста профессиональных заболеваний с этиологическим фактором СОЖ, включая профессиональные экземы и бронхит. Проведённые исследования позволили установить, что именно СОЖ является основным токсикантом, способствующим росту профессиональных заболеваний.

Проведен анализ методик мониторинга и оценки негативного воздействия СОЖ, выявлены их достоинства и недостатки. Мониторинг состояния окружающей среды является эффективным инструментом оценки и прогноза изменений состояния биосферы или ее отдельных компонентов под влиянием антропогенных воздействий, предупреждения о создающихся критических ситуациях.

и 180 о

| 160

| 140

g 120 О

в 100

2011 2012 (прогноз)

I"""-1 Объемы потребления СОЖ • Кчз (по всем нозологиям) А1"* Непрофессиональные экземы и бронхит)

Рисунок 2. Динамика изменения профессиональной заболеваемости рабочих ОАО «АВТОВАЗ» с этиологическим фактором СОЖ и объемы потребления СОЖ по годам

Одной из разновидностей мониторинга является биомониторинг. В настоящее время многими учеными проведены исследования по использованию различных биоиндикаторов в качестве тест-объектов. Для оценки качества вод используются индекс сапробности, биотический индекс Вудивисса и др. Для оценки степени токсичности водной среды в качестве тест-объектов часто используются зеленая протококковая водоросль хлорелла (iChlorella vulgaris Beijer) и рачки Daphnia magna Straus. Вместе с тем, оценка степени токсичности СОЖ имеет определенную специфику и нуждается в отдельной проработке.

Вторая глава посвящена разработке методики классификации СОЖ по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования токсикологических характеристик.

Проведен сравнительный анализ существующих методологических подходов к классификации СОЖ, проанализированы и обобщены физико-химические и токсикологические характеристики разных марок СОЖ.

Фрагмент обобщенной классификации СОЖ по физико-химическим и токсикологическим характеристикам представлен в табл. 1.

АВТОКАТ Ф-40 АВТОКАТ Ф-78 Наименование СОЖ

ГУ 0258-039-27833685-2006 ТУ 7774-009-27883685-99 ТУ, ГОСТ

Применяется в виде 1,5-10%-ной водной эмульсии на операциях лезвийной и абразивной обработки металлов и сплавов Применяется в виде 1,5-10%-ной водной эмульсии на операциях лезвийной и абразивной обработки металлов и сплавов Назначение

Прозрачная жидкость от желто-¡еленогодо светло-коричневого цвета Прозрачная жидкость от гемно-желтого до красно-коричневого цвета Внешний вид ! Концентрат в состоянии поставки 1 Физико-химические характеристики

Минеральное масло, ПАВ, ингибиторы коррозии, функциональные присадки Минеральное масло, ПАВ, ингибиторы коррозии, биоцидная присадка Состав

£ й ^ .Ь (V о о О Вязкость кинематическая при 50°С

|макс. ! 16% макс. 6% Содержание воды

«л.* £ у Содержание хлора

Однородная полупрозрачная жидкость Однородная жидкость белого цвета Внешний вид 1 Водный

чо Оч 1 01 -Сб Водородный показатель рН

Й я р 13-20 мл Резерв щелочности

Склонность к пенообзраэованию о

«121 Устойчивость пены

+ + Коррозионная агрессивность

Класс опасности

1 + о о + Раздражающее действие на глаза 1 Токсикологичекие характеристики 1

Кожно-резорбтивное действие

• Сенсибилизирующее действие

Минеральное масло- 3 класс опасности, Аммиак - 4 класс опасности Минеральное масло- 3 класс опасности, Формальдегид - 2 класс опасности, Аммиак — 3 класс опасности Токсичные вещества, выделяемые при эксплуатации СОЖ

10 000 мг/кг 10 000 мг/кг Токсичность при внутрижелудочном введении

01 о

СТ1

Особенностью разработанной методики по сравнению с существующими является комплексный учет основных токсикологических показателей СОЖ на основе их балльно-рейтингового ранжирования.

.В качестве токсикологических характеристик учитывались:

- раздражающее действие на глаза;

- кожно-резорбтивное действие;

- сенсибилизирующее действие;

- токсичные вещества, выделяемые при эксплуатации СОЖ (количество выделяемых токсичных веществ и их класс опасности);

- токсичность при внутрижелудочном введении.

В таблице 2 представлена схема распределения баллов при оценке степени токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

Таблица 2

Схема распределения баллов при оценке степени воздействия СОЖ на человека и

окружающую среду

Наименование показателя оценки Параметр оценки Баллы

Раздражающее действие на глаза Не оказывает действие 0 баллов

Оказывает слабое действие 1 балл

Оказывает раздражающее действие 2 балла

Кожно-резорбтивное действие Не оказывает действие 0 баллов

Оказывает слабое действие 1 балл

Оказывает раздражающее действие 2 балла

Сенсибилизирующее действие Не оказывает действие 0 баллов

Оказывает слабое действие 1 балл

Оказывает раздражающее действие 2 балла

Токсичные вещества, выделяемые при эксплуатации СОЖ (для оценки берется вещество, которое соответствует наиболее высокому классу опасности) I класс опасности 4 балла

II класс опасности 3 балла

III класс опасности 2 балла

IV класс опасности 1 балла

Токсичность при внутрижелудочном введении (средняя смертельная доза (1^50) при введении в желудок) LD50 < 5000 мг/кг 2 балла'

LD50 > 5000 мг/кг 1 балл

Токсическое воздействие не выявлено 0 баллов

■Балльная градация распределена следующим образом:, классы токсичности веществ, выделяемых при эксплуатации СОЖ, оцениваются по

четырехбалльной шкале, а токсикологические характеристики воздействия на человека - по двухбалльной шкале.

Суммарный рейтинговый балл определяется суммированием составляющих балльной оценки. Суммарный рейтинговый балл имеет пять градаций, отражающих степень негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду. Шкала оценки представлена в таблице 3. Дополнительно с целью улучшения визуализации шкала градуирована по цветам..

Таблица 3

Шкала оценки степени воздействия СОЖ на человека и окружающую среду по суммарному

рейтинговому баллу

Суммарный рейтинговый балл Степень воздействия СОЖ Предложение к кодировке

• 10-12 баллов Гилервоздейстаие - . . - *,. ' t&J'":-; •:

7-9 баллов Сийьное воздействие . ' - СрВ' • •' -

4-6 баллов Умеренное воздействие УВ

1-3 баллов Слабое воздействие СлВ

0 баллов Не оказывает воздействия HB

В третьей главе представлены результаты биомониторинга токсического воздействия СОЖ с использованием методов биотестирования.

Экспериментальные исследования проводились в государственной аккредитованной лаборатории НИЛ-9 Тольяттинского государственного университета в соответствии с требованиями аккредитованных методик определения острой токсичности проб поверхностных пресных, грунтовых, питьевых, сточных вод, водных вытяжек из почвы, осадков сточных вод и отходов в лабораторных условиях по изменению оптической плотности тест-культуры зеленой протококковой водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) ПНД Ф 14.1:2:3:4:10-04 16:1:2:3:3.7-04 и по определении смертности дафний (.Daphnia magna Straus) ПНД Ф Т 14.1:2:4.12-06, 16.1:2:3:3.9-06.

В качестве опытных образцов исследовали пробы по 1 дм3 наиболее распространенных марок отработанных СОЖ, используемых на ОАО «АВТОВАЗ»: ВЕЛС-1, Автокат Ф-78, Автокат Ф-40 и др.

Для получения водной экстракции смесь воды и СОЖ в отношении (1:27 и 1:243) перемешивали в течение 1 часа и отстаивали в течение 24 часов. Полученную суспензию центрифугировали в течение 10 мин. при 5 000 об/мин. и надосадочную жидкость использовали для биотестирования.

Результаты биотестирования представлены на рисунках 3 и 4. Установлена токсичность различных марок отработанных СОЖ. Показано, что ряд наиболее широко используемых марок СОЖ обладает гипертоксичностью и сильной токсичностью.

С использованием предложенной методики балльно-рейтингового ранжирования СОЖ получены результаты комплексной оценки токсического воздействия ряда СОЖ на человека и окружающую среду (таблица 4).

700 600 500 400 300 200 100 0

У 537 616

/ /т^ж ЩИРй

У 379

' • 1

/ -V

ВЕЛС-1М

АВТОКАТ Ф-78 АВТОКАТ Ф-40

Марки СОЖ

Рисунок. 3. Степень воздействия разных марок СОЖ на тест-объект Chlorella vulgaris Beijer

ВЕЛС-1М АВТОКАТ Ф-78 АВТОКАТ Ф-40 .Марки СОЖ

Рисунок 4. Степень воздействия разных марок СОЖ на тест-объект Daphnia magna Straus

На основании предложенной шкалы балльно-рейтингового ранжирования получена графическая визуализация степени негативного воздействия разных марок СОЖ на человека и окружающую среду (рис. 5).

Таблица 4

Результаты комплексной оценки токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования

Наименование показателя оценки Марки СОЖ

АВТОКАТ Ф-78 АВТОКАТ Ф-40 ВЕЛС-1М ТОСОЛ ОИЗ ТОСОЛ оиз «нк» ТОСОЛ-АМ ТОСОЛ ТС

Раздражающее действие на глаза 2 1 2 1 2 2 2

Кожно-резорбтивное действие 0 0 2 1 2 2 2

Сенсибилизирующее действие 0 0 0 2 2 2 2

Токсичные вещества, выделяемые при эксплуатации СОЖ 3 2 2 2 2 2 2

Токсичность при внутрижелудочном введении 1 1 2 1 1 1 1

Суммарный балл 6 4 8 7 9 9 _9_]

Марки СОЖ ТОСОЛТС ТОСОЛ АМ ТОСОЛ ОИЗ "НК"

ВЕЛС-1М

ТОСОЛ ОИЗ

АВТОКАТ Ф-78

АВТОКАТ Ф-40

Суммарный балл

Рисунок 5. Степень экологической опасности различных марок СОЖ, полученная на основе результатов комплексной оценки токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду

В четвертой главе описаны методологические основы снижения токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

Все известные на сегодня мероприятия по снижению токсического воздействия СОЖ можно разбить на две большие группы: минимизация использования СОЖ и методы мониторинга и переработки СОЖ (рис. 6). Под минимизацией использования СОЖ при этом понимаются методы, направленные на предотвращение загрязнений и минимизацию отходов. Среди методов мониторинга и переработки СОЖ были выделены следующие: контроль загрязнений, переработка отходов, восстановление ресурсов.

МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СОЖ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ

Рисунок 6. Классификация основных методов снижения токсического воздействия СОЖ

Очевидно, что токсикологические свойства СОЖ должны учитываться при проектировании и изготовлении нового продукта наряду с экономичностью и другими критериями. Поэтому, исходя из разработанной классификации технологий и методов снижения токсического воздействия СОЖ' и жизненного цикла продукции (проектирование-производство-использование-утилизация), разработана стратегия улучшения экологических показателей на производстве в части снижения негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду (рис. 7). При этом на любой стадии жизненного цикла продукции необходим мониторинг качества СОЖ: на стадии разработки, на стадии использования и на стадии утилизации.

Рисунок 7 . Стратегия улучшения экологических показателей при использовании СОЖ

Использование предложенной стратегии улучшения экологических показателей позволит обеспечить:

1. Экологическую устойчивость (защита экосистем, защита природных ресурсов);

2. Экономическую стабильность (сокращенные затраты на ликвидацию загрязнений окружающей среды, повышенная привлекательность для рынка);

3. Социальную стабильность (улучшение условий труда и охрана здоровья).

В пятой главе описан опыт практического использования мероприятий по оценке, мониторингу и снижению токсичного воздействия СОЖ. Описаны результаты мониторинга физико-химических характеристик и токсического воздействия СОЖ на примере ОАО "АВТОВАЗ". Оценка проводилась как в соответствии с аккредитованными методиками, основанными на определении смертности дафний (Daphnia magna Straus) и на регистрации различий в оптической плотности тест-культуры водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer), так и с использованием методики, разработанной автором.

В качестве биотестируемой среды использовались очищенные сточные воды, поступающие с производств и цехов с большими объемами потребления СОЖ, после биологических очистных сооружений БОС (ц. ОСВ ЭП) ОАО «АВТОВАЗ», подлежащие сбросу в Саратовское водохранилище (выпуск № 2).

Проведено более 20 биотестов. Результаты биотестирования позволяют сделать следующие выводы:

1. Исследованная проба сточных вод не оказывает токсического действия на тест-объект Daphnia magna Straus.

2. Исследованная проба оказывает слаботоксическое действие на тест-объект Chlorella vulgaris Beijer. Токсическая кратность разбавления - 3 раза (слабая токсичность).

Таким образом, установлено, что согласно результатам биотестирования проб очищенных сточных вод после БОС ОАО «АВТОВАЗ», подлежащих сбросу в Саратовское водохранилище (выпуск № 2), очищенные сточные воды, отобранные после БОС и подлежащие сбросу в Саратовское водохранилище, являются слаботоксичными.

паспорт экологической безопасности сож

Мярм СОЖ [____________________________________I

ПАСПОРТ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ СОЖ

Map к л сож|а»тоит ,¿-78^

Назначай« Применяется в виде 1,5-10%-ной водной эмульсии на операциях лезвийной и аВрззивной оОработки металлов и сплааае

Фи<ико-химич«ски« характеристики-

Содержание хлора

гмчммим «ммоетъет темно-

10 Я»СН0-|0рМ*в10П

цаата

Вязкость кинематическая при 500C

минаральнм масло, ПАВ, тгибитарм «орроэм«, бимг№8й tpweawa_

Внешний

Водородный показатель pH

Резерв щелочности

Склонность к пенооОзразсванию

ycTofHHNCTb пены

коррозионная агрессивность

Однородна» жидиоеть белого цаата

•Твмиюл&ггтки« хармнриетихи .................. .—„,—■■ ,—,.

раздражающее действие на глаза Омяыааат imaiwmhu« деСепие

кожно-оеэопВтивнпе действие н»о*вэы«ыт

Сенсийилизисмошее действие На ошэомвт

Токсичность пои внугоижелудочном введении. 10000

Токсичные вещества, выделяемые при эксплуатации СОЖ Минеральное иве г». Э класс опасности, Формальдагид ■ 2 класс опасности, Амлт- 3 класс опасности

Степень «61д*йст»ил на человека и окружающую ер*ду — ■■» ' —.....

Суммарный коэффициент равен 5

Смзэочно-ахяаждрршяя жилтостъ даннпй мя|отепыпяртумдреннзе

воздействие на ^eng^ga ^

Рисунок 8. Интерфейс программы

На основе разработанной методики комплексной, оценки степени воздействия СОЖ на человека и окружающую среду разработано программное

обеспечение, позволяющее по заданной марке СОЖ оценивать степень ее негативного экологического воздействия и формировать в автоматическом режиме экологический паспорт СОЖ, отражающий в том числе физико-химические и

токсикологические характеристики СОЖ. Интерфейс программы представлен на рисунке 8.

Методика классификации и комплексной оценки негативного воздействия СОЖ, а также программный комплекс внедрены в ОАО «АВТОВАЗ» (акт внедрения №10600/3-657 от 02.11.2011) и ООО «ПОВТОР» (акт внедрения от 13.01.2012 г.). Разработанная методика классификации и комплексной оценки СОЖ по степени воздействия на человека и окружающую среду . прошла апробацию в условиях ОАО

"КуйбышевАзот" и других предприятий. Результаты апробации подтвердили эффективность методик.

Автором был также проведен ряд исследований по минимизации использования СОЖ на производстве и полном отказе от использования СОЖ («сухой» обработке деталей). Показано, что при этом достигается существенное снижение негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду. В первую очередь это касается снижения риска кожных заболеваний, что в свою очередь приводит к сокращению потерь на замену и перемещение работников взамен заболевших. Отсутствие СОЖ также повышает чистоту рабочего места из-за отсутствия остаточных следов СОЖ на деталях и в местах складирования. Кроме того, исследованы возможности использования экологически безвредных материалов вместо СОЖ.

ВЫВОДЫ

1. Разработана и апробирована методика классификации и комплексной оценки СОЖ. по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования их токсикологических и других характеристик. Особенностью методики по сравнению с существующими является комплексный учет основных токсикологических показателей СОЖ.

2. Проведены экспериментальные исследования токсического воздействия различных марок СОЖ с использованием методов биотестирования. Результаты исследований показали, что наиболее употребимые марки СОЖ ВЕЛС-1, Автокат Ф-78, Автокат Ф-40 обладают гипертоксичностью и сильной токсичностью и оказывают значительное негативное воздействие на человека и окружающую среду.

3. С использованием предложенного балльно-рейтингового ранжирования СОЖ проведена комплексная оценка экологического воздействия ряда марок СОЖ на человека и окру жающую среду. Установлено что наиболее высокий балл имеют СОЖ марок Тосол ТС, Тосол АМ, Тосол ОИЗ "НК", используемые в бытовых условиях.

4. Разработаны методологические основы снижения токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду. Исходя из разработанной классификации технологий и методов снижения токсического воздействия СОЖ и жизненного цикла продукции (проектирование - производство -использование - утилизация), разработана стратегия улучшения экологических показателей на производстве в части снижения негативного воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

5. Проведен мониторинг токсического воздействия СОЖ на примере ОАО "АВТОВАЗ", В качестве биотестируемой среды использовались очищенные сточные воды, поступающие с производств и цехов с большими объемами потребления СОЖ, после биологических очистных сооружений БОС (ц. ОСВ ЭП) ОАО «АВТОВАЗ», подлежащие сбросу в Саратовское водохранилище (выпуск № 2). Результаты биотестирования показали, что очищенные сточные воды, отобранные после БОС и подлежащие сбросу в Саратовское водохранилище, являются слаботоксичными. Разработано и апробировано

программное обеспечение, позволяющее по заданной марке СОЖ оценивать степень ее негативного экологического воздействия и формировать в автоматическом режиме экологический паспорт СОЖ. Описаны результаты исследований по минимизации использования СОЖ на производстве, полном отказе от использования СОЖ и использования экологически безвредных материалов вместо СОЖ.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

Публикации в изданиях, рекомендованных ВАК РФ:

1. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Воздействие смазывающих охлаждающих жидкостей в условиях предприятий машиностроения и методы его снижения // Известия Самарского научного центра РАН. - 2006. - Т. 8, №4 (18). - С. 1171-1176.

2. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Снижение негативного воздействия смазывающих охлаждающих жидкостей // Безопасность в техносфере. - 2008. - №1. С. 40-43.

3. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Классификация и комплексная оценка смазочно-охлаждающих жидкостей по степени воздействия на человека и биосферу // Известия Самарского научного центра РАН. - 2011. - Т. 13, №5. - С. 279-281.

4. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Анализ негативного воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методов его снижения // Вектор науки Тольятганского государственного университета. - 2011. - №4(18). - С. 45-49.

5. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р., Заболотских В.В. Мониторинг токсического воздействия отработавших смазочно-охлаждающих жидкостей с использованием биологических тест-объектов // Известия Самарского научного центра РАН. - 2012. -Т. 14, №1. - С. 6 (в печати).

Публикации в сборниках и материалах конференций:

6. Хамидуллова Л.Р. Практика применения экологически чистых технологий обработки // Материалы межд. научно-пракг. конф. «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России». - Пенза, 2005. - С. 268-270.

7. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Анализ воздействия СОЖ промышленных предприятий и его снижение за счет совершенствования технологий обработки // Сборник докладов межд. научно-техн. конф. "Автоматизация технологических процессов и производственный контроль". - Тольятти, 2006. -Ч. 1. - С. 169-173.

8. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Воздействие СОЖ предприятий машиностроения как проблема техносферной безопасности // Сб. трудов II межд. экологического конгресса (IV межд. научно-техн. конф.) "Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов" ELPIT-2009. -Тольятти, 2009. - Т. 4. - С. 290-295.

9. Дмитриева Т.С., Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Экологические проблемы воздействия смазывающих охлаждающих жидкостей и пути снижения воздействий // Сб. материалов межд. молодежной научной конф. "XVIII Туполевские чтения". -Казань, 2010.-Т. 3.-С. 191-192.

10. Khamidulova, L.R., Vasilyev, A.V. Approaches for the Reduction of Negative Impacts of Lubricating Cooling Liquids in Industrial Sites: the AVTOVAZ Case Study // Book of abstracts of the 8th International Scientific Conference "Health, Work and Social Responsibility" ЮНА-2010. - Rome, Italy, 2010. - P. 40.

11. Хамидуллова JI.Р., Васильев A.B. Токсикологическое воздействие смазывающих охлаждающих жидкостей промышленных предприятий на биосферу // Сб. докладов научно-практ. конф. "Актуальные проблемы экологии и пути их решения"'. - Самара, 2010. - С. 223-225.

12. Хамидуллова Л.Р., Васильев, A.B. Обеспечение экологической безопасности при использовании смазочно-охлаждающих жидкостей. // Сб. тезисов докладов юбилейной межд. научно-техн. конф. "5-е Луканинские чтения. Решение энергоэкологических проблем в автотранспортном комплексе". - Москва, 2011. - С. 206-207.

13. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Негативное воздействие смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методы его снижения. // Сб. материалов VIII межа, научно-практ. конф. "Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики". - Тольятти, 2011. - Ч. 1. - С. 256-261.

14. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Смазочно-охлаждающие жидкости как фактор негативного воздействия на человека и окружающую среду // Сб. материалов межд. заочнрй научно-практ. конф. "Стратегическое планирование развития городов России" памяти 1-го ректора ТГУ С.Ф. Жилкина. - Тольятти, 2011. - Т. 2. - С. 98-100.

15. Мельников П.А., Соболев A.A., Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р., Гусарова Д.В. Аэродисперсные системы как фактор риска в условиях предприятий машиностроения // Сб. материалов межд. заочной научно-практ. конф. "Стратегическое планирование развития городов России" памяти 1-го ректора ТГУ С.Ф. Жилкина. - Тольятти, 2011. -Т. 2.-С. 103-105.

16. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Разработка методики классификации смазочно-охлаждающих жидкостей по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования // Сб. трудов III межд. экологического конгресса (V межд. научно-техн. конф.) "Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов" ELPIT-2011. - Тольятти - Самара, 2011 г. -Т. 2. - С. 262-265.

17. Васильев A.B., Хамидуллова Л.Р. Методологические основы снижения токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду // Сб. трудов III межд. экологического конгресса (V межд. научно-техн. конф.) "Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов" ELPIT-2011. - Тольятти - Самара, 2011. - Т. 4. - С. 74-77.

18. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Классификация негативного воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу и методов его снижения // Сб. научных докладов межд. инновационного форума молодых ученых "YOUNG ELPIT" в рамках III межд. экологического конгресса (V межд. научно-техн. конф.) "Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT 2011. - Тольятти - Самара, 2011. - Т. 2. - С. 142-147.

19. Хамидуллова Л.Р., Васильев A.B. Программное обеспечение по расчету негативного экологического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и биосферу // Сб. материалов докладов XV аспирантско - магистерского семинара, посвященного «Дню энергетика». - Казань, 2011. - Т. 2. - С. 186-187.

Подписано в печать 15.02.2012. Формат 60x84/16. Печать оперативная. Усл. п. л. 1,16. Тираж 100 экз. Заказ № 3-29-12.

Издательство Тольятгинского государственного университета 445667, г. Тольятти, ул. Белорусская, 14

Текст научной работыДиссертация по биологии, кандидата биологических наук, Хамидуллова, Лейла Рафаильевна, Тольятти

61 12-3/722

ТОЛЬЯТТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

ХАМИДУЛЛОВА ЛЕЙЛА РАФАИЛЬЕВНА

БИОМОНИТОРИНГ И СНИЖЕНИЕ ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

Специальность: 03.02.08 - экология (биология)

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор

A.B. Васильев

Тольятти - 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ........................................................................... 5

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОМОНИТОРИНГА И СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ................................................ 10

1.1. Основные виды и область использования смазочно-охлаждающих жидкостей.......................................... 10

1.2. Воздействие смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду и их нормирование......... 12

1.3. Биоповреждения СОЖ и их последствия....................................................................... 22

1.4. Анализ состояния проблемы и особенностей биомониторинга и снижения воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду.................................................................... 28

1.5. Обоснование цели и постановка задачи исследования.......................................................... 37

Глава 2. МЕТОДИКА КЛАССИФИКАЦИИ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ ПО СТЕПЕНИ ВОЗДЕЙСТВИЯ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ........................................ 39

2.1. Сравнительный анализ существующих методологических подходов к классификации смазочно-охлаждающих жидкостей........................................................... 39

2.2. Анализ и обобщение физико-химических и токсикологических характеристик смазочно-охлаждающих жидкостей.......................................... 43

2.3. Описание разработанной методики классификации смазочно-охлаждающих жидкостей по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования токсикологических характеристик......................................................... 100

Глава 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ БИОЛОГИЧЕСКИХ ТЕСТ-ОБЪЕКТОВ.............................................................................. 103

3.1. Описание использованной методики исследования......... 103

3.2. Характеристика объектов исследования........................ 109

3.3. Методика проведения экспериментальных исследований.......................................................... 110

3.4. Результаты биотестирования....................................... 111

Глава 4. МЕТОДОЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ НА ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩУЮ СРЕДУ.................................................................................... 115

4.1. Систематизация существующих методов и средств снижения токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду..................................................................... 115

4.2. Разработка методологических основ снижения токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей на человека и окружающую среду..................................................................... 117

Глава 5. ОПЫТ ПРАКТИЧЕСКОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ МЕРОПРИЯТИЙ ПО ОЦЕНКЕ, МОНИТОРИНГУ И СНИЖЕНИЮ

ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СОЖ........................................ 128

5.1. Особенности и проблемы практического использования результатов биомониторинга для обеспечения экологической устойчивости объектов при токсическом воздействии смазочно-охлаждающих жидкостей ............ 128

5.2. Разработка и апробация программного обеспечения по расчёту токсикологических характеристик смазочно-охлаждающих жидкостей.......................................... 130

5.3. Опыт снижения токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей при работе крупных промышленных предприятий...................................... 133

5.3.1. Использование новых видов СОЖ........................ 133

5.3.2. Тенденции использования сухой обработки и обработки с минимальным количеством СОЖ. Использование экологически безвредных материалов вместо СОЖ.......................................................... 136

5.4. Внедрение результатов диссертационной работы............ 138

ЗАКЛЮЧЕНИЕ. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ........................................ 139

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИ СПИСОК............................................... 141

ПРИЛОЖЕНИЯ

156

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время наблюдается значительный рост негативных воздействий на человека и окружающую среду. При этом воздействие токсичных загрязнителей является одним из наиболее опасных. Воздействие смазочно-охлаждающих жидкостей (СОЖ) на человека и окружающую среду является многогранным и представляет значительную проблему в связи с высокой токсичностью и значительным количеством их использования (Филатов, 2001; Коростылева, 2001). Так, современные машиностроительные предприятия потребляют СОЖ в количестве от нескольких десятков до десятков тысяч тонн в год, и эта цифра постоянно растет (Титуренко, 2001). Например, в Самарской области сосредоточено более 20 крупных предприятий автомобильного, сельскохозяйственного и тяжелого машиностроения, авиационной промышленности, приборо- и станкостроения, в т.ч. ОАО «АВТОВАЗ» (г. Тольятти), АО «Завод Им. Тарасова» (г. Самара), АО «Сызрань-сельмаш» (г. Сызрань) и др. По данным ЦТП ДТР ОАО «АВТОВАЗ», только в технологических процессах изготовления деталей автомобилей Волжского автомобильного завода потребляется более 130 млн. литров растворов СОЖ в год. Объектом исследования в настоящей диссертации являются смазочно-охлаждающие жидкости различных типов как источник токсикологического воздействия на человека и окружающую среду.

Воздействие СОЖ на человека и окружающую среду вызывает разнообразные негативные проблемы. Загрязнение окружающей среды, в частности атмосферы и почвы, происходит как в процессе эксплуатации СОЖ, так и в результате их утилизации. Характерно просачивание смазочных материалов в экосистему и загрязнение ее экологически опасными компонентами: полициклическими ароматическими углеводородами, полидифенилами, полихлордифенилами антропогенного происхождения; серо- и хлорсодержащими присадками и др. Все они

распространяются в атмосфере, воде, почве, попадают в пищевые цепи и

продукты питания.

Смазочно-охлаждающие жидкости оказывают негативное воздействие на организм человека как в условиях производства, так и в быту в результате непосредственного контакта с кожным покровом или контакта через одежду, пропитанную СОЖ, а также в результате поступления паров, аэрозолей, конденсата СОЖ в организм человека через дыхательную систему. В результате длительного контакта со смазочно-охлаждающими жидкостями у человека могут возникать гиперкератоз, масляные папилломы, гранулемы, фолликулиты, дерматиты, редко экземы, возможно появление полиневритов, возникновение злокачественных образований, в т.ч. рак кожи и легких (Антоненко, 1997; Евдокимов, 2000; Думский, 2001; Юшков, 2002; Кошкина, 2007).

Таким образом, актуальными являются разработка новых подходов к оценке токсичности различных видов СОЖ на основе методов биомониторинга, разработка и внедрение методов снижения негативного влияния СОЖ.

Научная новизна работы заключается в том, что:

1. Предложена новая методика классификации и комплексной оценки СОЖ по степени воздействия на человека и окружающую среду на основе балльно-рейтингового ранжирования токсикологических характеристик СОЖ;

3. Предложены методологические основы снижения токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду.

Методы исследований. Для исследования токсикологических характеристик СОЖ использовались аккредитованные методики биотестирования в лабораторных условиях по изменению оптической

плотности тест-культуры зеленой протококковой водоросли хлорелла (Chlorella vulgaris Beijer) ПНД Ф 14.1:2:3:4:10-04 16:1:2:3:3.7-04 и по определении смертности дафний (Daphnia magna Straus) ПНД Ф Т 14.1:2:4.12-06, 16.1:2:3:3.9-06.

окружающую среду.

Полученные автором результаты оценки мероприятий по мониторингу и снижению токсического воздействия СОЖ на человека и окружающую среду позволят использовать наиболее эффективные методы мониторинга и снижения токсического воздействия СОЖ. Результаты работы внедрены и использованы в ОАО "АВТОВАЗ", ОАО "КуйбышевАзот", ООО."ПОВТОР", в Тольяттинском государственном университете для обучения аспирантов, магистрантов и студентов экологических специальностей и направлений.

Связь темы диссертации с плановыми исследованиями. Работа проведена в рамках государственного задания Министерства образования и

науки РФ высшим учебным заведениям в части проведения НИР, а также при поддержке гранта Ведущих научных школ РФ (НШ.4245.2008.8) и гранта Правительства Самарской области (шифр 150Е2.7К).

государственную поверку.

Апробация работы. Основные положения работы представлены и доложены на научных мероприятиях различного уровня: 3-м международном экологическом конгрессе (5-й международной научно-технической конференции) «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2011 (Тольятти, 2011); 2-м международном экологическом конгрессе (4-й международной научно-технической конференции) «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2009 (Тольятти, 2009); 1-й международной научно-технической конференции «Экология и безопасность жизнедеятельности промышленно-транспортных комплексов» ELPIT-2003 (Тольятти, 2003); VI международной научно-практической конференции «Города России: проблемы строительства, инженерного обеспечения, благоустройства и экологии» (Пенза, 2004); международной научно-практической конференции «Природноресурсный потенциал, экология и устойчивое развитие регионов России» (Пенза, 2005); международной молодежной научной конференции «XVIII Туполевские чтения» (Казань,

2010); 8-й международной научной конференции International Occupational Health Organization ЮНА-2010 (Италия, Рим, 2010), научно-практической конференции «Проблемы экологии городского округа Тольятти и пути их решения» (Тольятти, 2010); XIV аспирантско-магистерском научном семинаре Казанского государственного энергетического института (Казань,

2011).

Основные положения диссертации, выносимые на защиту.

5. Результаты практической оценки и снижения токсического воздействия СОЖ.

Результаты работы внедрены и использованы в ОАО "АВТОВАЗ", ОАО "КуйбышевАзот", ООО "ПОВТОР", Тольяттинском государственном университете и др.

Автор пользуется случаем выразить свою искреннюю благодарность научному руководителю Васильеву A.B. за неоценимую помощь в ходе подготовки диссертации.

Глава 1. СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ БИОМОНИТОРИНГА И СНИЖЕНИЯ ТОКСИЧЕСКОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ СМАЗОЧНО-ОХЛАЖДАЮЩИХ ЖИДКОСТЕЙ

1.1. Основные виды и область использования смазочно-охлаждающих

жидкостей

Смазочно-охлаждающие жидкости (СОЖ) - это сложные многокомпонентные системы. В основном это минеральные масла или масла с противоизносными и противозадирными присадками или их водные эмульсии, состоящие из воды, минеральных масел, эмульгаторов, ингибиторов коррозии, антивспенивателей, бактерицидов и других компонентов, опасных с точки зрения воздействия на человека и окружающую среду.

Основными типами СОЖ, используемыми в настоящее время, являются масляные и водосмешиваемые [8, 81].

Масляные СОЖ представляют собой в основном минеральные масла вязкостью при 50° С, в основном от 2 до 40 мм /с, без присадок или с присадками различного функционального назначения (антифрикционные, противоизносные, противозадирные, антиокислительные, моющие, антипенные, противотуманные, антикоррозионные и др.). В качестве основы масляных СОЖ могут также применяться и синтетические масла, но они обладают большей стоимостью по сравнению с минеральными маслами. Обладая хорошими смазывающими свойствами, масляные СОЖ имеют ряд недостатков: низкую охлаждающую способность, высокую стоимость, повышенную испаряемость и пожароопасность.

Водосмешиваемые (водные) СОЖ представляют собой водные растворы, в состав которых входят эмульгаторы, ингибиторы коррозии, биоциды, противоизносно-противозадирные присадки, антипенные добавки, электролиты, связующие вещества (вода, спирты, гликоли и пр.) и другие

органические и неорганические вещества. Водосмешиваемые (водные) СОЖ в свою очередь делят на эмульсионные, синтетические и полу синтетические.

Эмульсионные СОЖ представляют собой водные эмульсии минеральных масел с добавлением эмульгаторов, веществ связки, ингибиторов коррозии, бактерицидов, биоцидов, антиизносных и антизадирных присадок, которые при добавлении к воде образуют рабочие

эмульсии молочного цвета.

К синтетическим СОЖ относят те жидкости, которые содержат полученные путем синтеза присадки органического типа. К синтетическим СОЖ также относят жидкости, которые помимо присадок органического типа содержат неорганические добавки. В основном синтетические СОЖ представляют собой смеси гликолей или поверхностно-активных веществ с водой, которые при добавлении к воде образуют прозрачные растворы.

Полусинтетические СОЖ содержат в своем составе минеральное масло

в качестве присадки.

Водосмешиваемые СОЖ обладают рядом преимуществ по сравнению с масляными: более высокой охлаждающей способностью, пожаробезопасностью и меньшей опасностью для здоровья работающего персонала, невысокой стоимостью. Вместе с тем им присущ и ряд недостатков - повышенная поражаемость микроорганизмами, пенообразование, необходимость утилизации отработанных водных растворов (Худобин и др., 2006).

Область применения СОЖ весьма широкая: на производстве, в

транспорте, в быту.

СОЖ являются неотъемлемой составляющей большинства технологических процессов обработки материалов. Основное назначение использования СОЖ на производстве - уменьшение температуры обработки, износа обрабатывающего инструмента, обеспечение заданного качества обработанной поверхности, повышение производительности обработки.

Применяются СОЖ главным образом при обработке металлов резанием, обработке металлов давлением, обработке пластмассы и металлокерамики.

Кроме того, смазочно-охлаждающие жидкости (антифризы) применяются для охлаждения как стационарных, так и передвижных двигателей внутреннего сгорания, радиоэлектронной аппаратуры, промышленных теплообменников и других установок (в том числе систем отопления), работ

Информация о работе

Хамидуллова, Лейла Рафаильевна
кандидата биологических наук
Тольятти, 2012
ВАК 03.02.08

Диссертация

Биомониторинг и снижение токсического воздействия смазочно-охлаждающих жидкостей - тема диссертации по биологии, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы