Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Экологически чистая методика сбора и утилизации паров ртути на коммунальных объектах

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Двойникова, Анна Васильевна

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АНАЛИЗ ТОКСИЧЕСКИХ СВОЙСТВ, СОРБЦИИ ПАРОВ РТУТИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ И ОЦЕНКА МЕТОДОВ ИХ ОПРЕДЕЛЕНИЯ В ВОЗДУХЕ КОММУНАЛЬНЫХ ОБЪЕКТОВ

1.1. Токсические свойства паров ртути и их влияние на биоло- 7 гические системы

1.2. Оценка источников загрязнения парами ртути окружающей 18 среды промышленными и коммунальными объектами

1.3. Методы, контролирующие концентрацию паров ртути в 23 рабочей зоне и атмосфере

ГЛАВА 2 МОДЕЛИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ РАСТИТЕЛЬНЫХ ВОЛОКОН С ВОДОЙ, ХИМИЧЕСКИМИ РЕАГЕНТАМИ И РТУТЬЮ ПРИ ВТОРИЧНОМ ЗАГРЯЗНЕНИИ

2.1. Взаимодействие паров ртути с различными видами строи- 33 тельных материалов.

2.2. Физико-химические представления о взаимодействии воды 35 и ртути в строительных материалах.

2.3. Оценка электронно-поверхностной адсорбции ртути расти- 46 тельным^ волокном

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

АДСОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ ПАРОВ РТУТИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.

3.1. Методика фотометрического определения концентрации 53 паров ртути в смывах.

3.2. Экспериментальная установка по определению концентрации ртути в строительных материалах.

3.3 Экспериментальные исследования процессов адсорбции паров ртути растительным волокном с поверхности строительных материалов.

3.4 Адсорбция и десорбция паров ртути растительным волокном.

3.5 Утилизация ртути из растительного сорбента.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПАРАМИ РТУТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

4.1. Расчет вторичного загрязнения ртутью внутренних поверх- 89 ностей ограждающих конструкций.

4.2. Основные технологические этапы утилизации вторичного 93 загрязнения ртутью.

4.3. Оценка технико-экономической эффективности технологии 98 утилизации вторичного загрязнения ртутью коммунального объекта.

Выводы по главе

Введение Диссертация по географии, на тему "Экологически чистая методика сбора и утилизации паров ртути на коммунальных объектах"

Научно-технический прогресс и технико-экономическое развитие общества приводят к неизбежному возникновению ряда негативных проблем, связанных с загрязнением атмосферы, почвы, воды, производственной среды и возрастающего контингента работающих вредными веществами, которые подвергаются их неблагоприятному воздействию.

Из большого количества вредных веществ, попадающих в воздух рабочей зоны, пары ртути относятся к чрезвычайно опасным. Существующее производство, характеризуемое огромным разнообразием используемых материалов и технических средств, предъявляет повышенные требования к точности и достоверности информации о степени загрязнения атмосферы и рабочих зон. Получение надежных данных о пространственно-временном распределении вредных веществ является важным условием решения проблемы оздоровления воздушной среды. Сложность состава загрязнений атмосферного воздуха, тенденция к ужесточению нормативов содержания вредных веществ приводят к увеличению требований к методам их контроля. Современные физико-химические методы, отличаясь высокой точностью, позволяют выполнить анализ за минуты. Однако вся нормативно-техническая документация направлена на контроль максимально-разовой концентрации вредных веществ, как в атмосфере, так и в воздухе рабочей зоны. При контроле за воздушной средой дается оценка и характеристика первичному содержанию вредных ингредиентов. Наличие сравнительно малых концентраций паров ртути в воздухе рабочей зоны обусловлено тем, что основная масса загрязнений адсорбируется строительными материалами.

Таким образом, основная масса загрязнений скрыта от контроля и проявляется лишь при изменении метеорологических условий. В связи с этим, особую актуальность приобретают исследования вторичного загрязнения и его влияние на жизнедеятельность человека в быту и на производстве.

До настоящего времени не предпринималось попыток комплексного изучения вторичного загрязнения, не проводилась качественная и количественная оценка источников вторичного загрязнения на коммунальных объектах в виду отсутствия соответствующих методик. Отсутствуют энергосберегающие технологии сбора и утилизации тяжелых металлов, в частности паров ртути.

Основная цель диссертационной работы заключается в разработке экологически чистых энергосберегающих технологий сбора и утилизации вторичного загрязнения ртути и ее соединений с использованием торфяных материалов и растительного волокна.

Основные задачи исследования:

- разработка методики определения паров ртути, как источника вторичного загрязнения;

- экспериментальная проверка методики по поглощению растительным волокном паров ртути;

- разработка инженерной методики расчета концентрации адсорбированной ртути;

- разработка способа утилизации ртути методом конденсации на твердой поверхности.

- моделирование структурных схем соединений молекул, образующихся при взаимодействии растительного волокна с химическими регентами, водой и парами ртути;

Научная новизна:

- впервые смоделированы и изучены источники вторичных загрязнений коммунальных объектов; 6

- установлена взаимосвязь адсорбции и десорбции строительных материалов от вторичного загрязнения парами ртути;

- впервые изучена кинетика адсорбции и десорбции ртути растительным волокном.

Практическая значимость работы:

Результаты приведенных научных исследований позволили автору разработать методику сбора и утилизации паров ртути на коммунальных объектах.

Диссертационная работа является частью исследований, проводимых на кафедре промышленной экологии Тюменского государственного нефтегазового университета по программе «Экологические проблемы безопасности жизнедеятельности» и «Экологический мониторинг и прогнозирование чрезвычайных ситуаций», включённых в план работы совета Российского международного университета дружбы народов (РУДН).

Результаты и выводы, сформулированные в диссертации, подтвержденны актами о внедрении и апробированы в санитарно - гигиенических лабораториях Центра государственного санитарно - эпидемиологического надзора в Тюменской области в 1999 году.

Заключение Диссертация по теме "Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов", Двойникова, Анна Васильевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

1. Решена актуальная научная проблема - разработана методика сбора адсорбированной строительными материалами ртути растительными волокнами и экологически чистая утилизация ее путем последующей термической обработки сорбента и конденсации Hg на стеклянной поверхности холодильника.

2. Разработана методика фотометрического определения ртути в смывах источника вторичного загрязнения в строительных пористых материалах.

3. Разработана методика количественного расчета загрязнения ртутью внутренних ограждающих конструкций.

4. Разработана и создана экспериментальная установка по сбору адсорбированной ртути строительных материалов, с последующей ее утилизацией из предложенного сорбента методом конденсации.

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Тюменской области

РОССИЯ, 625000, г. Тюмень, ул. Холодильная, 57.Тел./факс. 22-50-06; т-тайп 735118 "Гамаз"; E-mail: gamaz@sibtel.ru

На №от

АКТ о внедрении результатов научных исследований соискателя кафедры промышленной экологии Тюменского государственного нефтегазового университета

Двойниковой A.B.

Предложенный сорбент по сбору и утилизации ртути со строительных материалов и разработанная методика по определению ее в данном сорбенте прошли апробацию в санитарно-гигиенических лабораториях ЦГСЭН Тюменской области.

Главный врач М

Заведующий сщ Метрологии и статута

Устюжанин Ю.В. сУ Колегов Е.И.

Библиография Диссертация по географии, кандидата технических наук, Двойникова, Анна Васильевна, Тюмень

1. Адлер Ю.П., Маркова Е.В., Грамовский Ю.В. Планирование эксперимента при поиске оптимальных условий. // - М.: Наука, 1976.

2. Академия наук СССР. Сибирское отделение. Дальневосточный филиал им. В.А. Комарова. Введение в геосистему // М.: Недра, 1966, 322 с.

3. Алимбаева Д.Б., Шаршенева A.A., Субботин В.В., Сайпбаев Б.С. Ж. Метаболизм и гигиеническое нормирование в воздухе рабочей зоны. Медицина труда и промышленная экология. 1995, №6, с 13-15.

4. Американское химическое общество. Химия и общество. // Под. ред. проф., д.х.н. Гольдфельда М.Г. М.: Мир. 1995, 559 с.

5. Антонюженко В.А., Гнесина Е.А. Клинико-энцефалографическая характеристика микромеркуриоризма. // Ж. Гигиена труда и профессиональные заболевания, М.: Медицина, 1982. №5 с 34-37

6. Ардашева O.K., Архипова A.C. О метрологической корректности определения среднесмертельной дозы. Гигиена труда. 1969, №8, с 1821.

7. Балацкий О.Ф. Экономика чистого воздуха //К.: Наукова Думка, 1979.

8. Бертокс П., Радц Д. Стратегия защиты окружающей среды от загрязнений // Пер. с анг. под ред. д.т.н. проф. Чертякова Я.Б. М.: Мир, 1980, 604 с.

9. Биология. // Под ред. акад. РАМН проф. Ярыкина В.Н. книга 1-2. М.: Высшая школа, 1997, 351,447 с.

10. Ю.Булатов А.И., Проселков Ю.М., Рябченко В.И. Технология промывки скважин. // М.: Недра, 1981. с. 297

11. П.Булатов А.И., Рябченко В.И., Сухарев С.С. Основы физико-химии промывочных жидкостей и тампонажных растворов. // -М.: Недра,1968, с. 175.

12. Быховская М.С., Гизенбург C.JI., Хализова О.Д. Методы определения вредных веществ в воздухе и других средах (практическое руководство)// Часть 1-2. Под ред. Хализова О.Д. Медгиз, 1961. с. 302.

13. Патент 2112582 от 14.03.95. Фильтрующий материал для очистки жидких и газообразных веществ, способы его получения, изделий из него и устройства с этим фильтрующим материалом. Васильев В.А., Клевцов В.Н., Кондратюк П.П. и др.

14. Волондин Н.И., Хрупачов А.Г., Дренов Е.А. и др. Патент 2112587. Способ очистки воздуха рабочего помещения от загрязняющих примесей и патрон для очистки воздуха рабочего помещения.

15. Вредные вещества в промышленности. Справочник для химиков, инженеров и врачей. Том I, II, III // Издание 7-е пер. и доп. Под ред. засл. деятеля науки, проф. Лазарева Н.В. и д.м.н. Левинского Э.Н, Л.: Химия, 1976. с. 624.

16. Охрана труда. Обзорная информация. №4. Современные средства отбора проб воздуха рабочей зоны // -М.: ВЦНИИОТ, 1984. с. 47.

17. Герткович Е.Э., Гражданова Т.Н., Распутин И.И. и др. Методы определения вредных веществ в воздухе, основанные на применении плёночных сорбентов // Л.: 1980. с. 36-40.

18. Определение вредных веществ в воздухе производственных помещений. Сб. инстр. под ред. Белякова A.A. // Горький, ГНИИГТ,1969.

19. Гостинский В.Д., Краснопевцева Г.Б. Некоторые аспектытоксикокинетики химических веществ при поступлении через кожу // Ж. Гигиена труда и профессиональные заболевания, 1980, №6, с. 42-44

20. ГОСТ 12.1005-88 ССБТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны. М.: Издание официальное. Комитет стандартизации и метрологии СССР, 1988. с. 25

21. ГОСТ 12.1016-79 «ССБТ. Воздух рабочей зоны. Требования к методикам измерения концентраций вредных веществ.

22. Грей Г. Электроны и химическая связь. // Пер. с англ. к.х.н. Варгаффтика М.Н., под ред. д.х.н. Дяткиной М.Е. М.: Мир, 1967, с.234

23. Двойникова А. В., Шантарин В. Д. Усовершенствованный аспирационный отбор проб воздуха из рабочей зоны // Тез. докл. на межд. конф. Безопасность жизнедеятельности в Сибири и на Крайнем севере. Тюмень: ТГУ, 1995, с.18.

24. Двойникова А. В., Шантарин В. Д. Загрязнение воздуха рабочей зоны // Тезисы доклада Международной технической конференции Нефть и газ Западной Сибири, май 1996, Тюмень, ТюмГНГУ, с. 54-55.

25. Двойникова А. В., Шантарин В. Д. Вторичное загрязнение воздуха рабочей зоны // Тезисы доклада Международной технической конференции "Нефть и газ Западной Сибири", май 1996, Тюмень, ТюмГНГУ, с. 75.

26. Двойникова А. В., Стариков В. А. и др. Экологически чистая энергосберегающая технология утилизация ртути и ее соединений //

27. Материалы Второй областной научно технической конференции "Окружающая среда", 1-2 июня 1999, ТГУ, Тюмень, с.102-104.

28. Двойникова А. В., Шантарин В. Д. Разработка сорбента по сбору утилизации ртути и ртутьсодержащих соединений. // Ж. Изв. вузов "Нефть и газ", 2000, № 2 с. 17-18.

29. Другов Ю.С., Беликов А.Б., Дьякова Г.А. Методы анализа загрязнений воздуха. // М.: Химия, 1984. с. 384.

30. Егоров Ю.Л., Кириллов В.Ф. Экологическая значимость и гигиеническая регламентация свинца и различия в различных средах. // Ж. «Медицина труда и промышленная экология», №10,1996, с. 18-24.

31. Еремин А.Д., Исаченко С.А., Лещева Г.А. О необходимости дальнейшего совершенствования профилактики профессионального меркуриализма на предприятиях современного приборостроения // Ж. «Гигиена труда и профессиональные заболевания», 1984, №11, с. 58-59.

32. Ефимов В.Н., Донских E.H., Кузнецова Л.М. и др. Торф в сельском хозяйстве нечернозёмной зоны. Справочник. // Сост. Ефимов В.Н. -Л.:Агропромиздат Ленинградское отделение, 1987, 303 е., ил.

33. Жиденко И.П. Материалы к обоснованию предельно допустимой концентрации ртути в воздухе рабочей зоны. Гигиена труда. 1975, №11, с 8-12.

34. Иванова Л.А. К анализу ферментативных сдвигов при хроническом воздействии хлоридов ртути (экспериментальные данные к патогенезу меркуриолизма) // Ж. «Гигиена труда и профессиональные заболевания», 1982, №2, с 27-30.

35. Иванова Л.А., Безрукавникова Л.М., Кузьмина Л.П. Перспективы биохимического мониторинга генетических эффектов при воздействиина человека вредных факторов производственной среды//Ж «Медицина труда и промышленная экология». №5,1995г. с. 23-26.

36. Методы исследования торфяных и сапропелевых отложений. Сб. научн. Трудов. // -Калинин: КГУ, 1987, 89 с.

37. Квасенков О.И., Гершенин. Патент 572283. Устройство для очистки воздуха.

38. Колесов Р.И., Михайлов A.B., Иванов М.Н. и др. Патент США 4455237. Патент СССР 1710102. Способ получения фильтрующего материала из торфа. Заявлено 21.06.93. Опубликовано 20.01.97.

39. Коттон Ф., Уилкинсон Дж. Современная неорганическая химия // Под ред. проф. Астаханова К.В. -М.:Мир, 1969,2 часть, с. 449, с. 476-485

40. Леменовский Д.А. Соросовский образовательный Ж. 1997, №9, с 48-53.

41. Лукашев К.И. Геохимические процессы миграции и концентрации элементов в биосфере // -Минск: 1957

42. Лядов B.C., Бердоносова С.Н., Леденев Н.С. и др. Патент 2077935. Способ извлечения паров ртути из газовых сред. Заявлено 30.09.92. Опубликовано 27.04.97

43. Марков В.Д., Оленин A.C., Оспешинкова Л.А. и др. Торфяные ресурсы мира. Справочник. // Под ред. Оленина A.C. -М.:Недра, 1988, 383 с. ил.

44. Методические указания на метод определения вредных веществ в воздухе. Переработанные технические условия // №9. -М.:МЗ СССР, 1980, с 69-71.

45. Методические указания по определению вредных веществ в воздухе. М.: // Минздрав СССР. 1986. -Вып. XXI. с. 19 25.

46. Методы определения вредных веществ в воздухе, основанные на применении плёночных сорбентов // —JI.: 1980, с. 3-35.

47. Муравьева С.И., Бабина М.Д., Атласов А.Г. и др. Санитарно-химический контроль воздуха промышленных предприятий // М.: Медицина, 1982, с 16 17.

48. Муравьева С.И., Карнина Н.И., Прохорова Е.К. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе // -М.: Химия, 1988, 317 с.

49. Муравьева, Каринина Н.И., Прохорова Е.К. Справочник по контролю вредных веществ в воздухе. // -М.: Химия, 1988, 317 с.

50. Неницеску К. Общая химия. // Пер. с румынского к.х.н. Рейделя И.М., к.т.н. Харитонова Х.М. и Морина А.И. Под ред. действительного члена АН Молдавской ССР Аблова A.B. -М.:Мир, 1968, 816 с.

51. Никитин B.C., Рябец В.У. Предельно допустимые концентрации вредных веществ в воздухе производственных помещений в СССР и за рубежом. //-М.:1973, 53 с.

52. Перегуд Е.А., Быховская М.С., Гернет Е.В. Быстрые методы определения вредных веществ в воздухе // -М.: Химия, 1970, 357 с.

53. Петряно-Соколов И.В., Борисов Н.В., Борисова Л.И., Чуркин С.Л., Старостина В.Н., Цикалюк Г.А. Патент 2114681. Способ получения сорбционно-фильтрующего материала и устройство для его осуществления. Заявлено 17.07.96. Опубликовано 10.07.98.

54. Реакция организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов. Справочник.-М.: Издательство стандартов, 1991, том 1 с. 348, том 2 с.366 с.

55. Реакция организма человека на воздействие опасных и вредных производственных факторов. Справочник./-М.: Издательство стандартов, 1991, том 1, 348 с, том 2 366 с.

56. Роуй Дж. Химия XX века // Пер с англ. к.х.н. Бунделя Ю.Г., к.х.н. Нейдинга А.Б., под ред. проф. Вовченко Г.Д. -М.:Мир, 1969.

57. Руководство для врачей. Том 1 // Под ред. академика РАМН проф. Измерова Н.Ф. М.: Медицина, 1996, 334 с.

58. Гигиена и санитария. Русских В.А. Фролова И.Н. Материалы к обоснованию предельно допустимой концентрации диэтилртути в воздухе рабочей зоны. Ж.//1973, №1, с. 100-102.

59. Русских В.А., Лащенко Н.С. К вопросу об оздоровлении условий труда в производстве гранозана. Ж. Гигиена труда. 1969 №10, с 11-14

60. Садченкова М.Н. Интоксикация ртутью и её органическими соединениями. //-М.: Медицина, 1996, с 102.

61. Скоморохова Т.Н., Борисов В.П. Элиминационное действие оксатиола при воздействии паров металлической ртути (203 Щ). // Ж. «Гигиена труда и профессиональные заболевания» , №3, 1982, М. .Медицина, 46с.

62. Справочник по охране природы. Под. ред. Митрюшкина К.П. -М.: Лесная промышленность, 1980, 352 с.

63. Справочник по охране природы. Под. ред. Митрюшкина К.П. -М.: Лесная промышленность, 1980, 352 с.

64. Справочник по строительным материалам. Под ред. Хуторянского М.С. II -Киев, «Будивельник», 1966, 800 с.

65. Степанова И.К., Комов В.Г. Ртуть в абиотических и биохимических компонентах озёр Северо-запада России // Экология, №3, 1996, с. 198202.

66. Сыровадко О.Н. Камеры для определения скоростй проникновения химических веществ через кожу // Ж. «Гигиена труда и профессиональные заболевания», 1985, №4, с. 56-57

67. Татаринко О.Ф., Носова А.Г., Конышев Н.М., Корчаков В.Ф., Бохтояров Г.С. Патент 2109767. Способ получения пористого материала. Заявлено 27.08.96. Опубликовано 27.04.98

68. Таубе П.Р., Руденко Е.И. От водорода до . // -М.: Высшая школа, 1968, 406 с.

69. Тинсли И.Т. Поведение химических загрязнителей в окружающейсреде// Перевод с англ. -М.: Мир, 1982 281с., ил.

70. Торф в народном хозяйстве. // Под общей ред. Соколова Б.Н. -М.: Недра, 1988, 268 с, ил с. 53-54, с. 90-96.

71. Торф и его переработка: Труды ВНИИТП. Вып. 41 // -Л.: 1978, 123. -(МТП РСФСР. Всесоюзный Научно-исследовательский институт торфяной промышленности), с. 45

72. Трахтенберг И.М. и др. Гигиеническая оценка сорбционных свойств и проницаемость химически стойких материалов (покрытий) к прам ртути и ее органическим соединениям. Гигиена труда. 1975, №11, с 8-12.

73. Тюремнов С.Н. Торфяные месторождения // -М.: Недра, 1976,487 с.

74. Тюремнов С.Н., Виноградова Е.А. Геоморфологическая классификация торфяных месторождений // Труды МТИ. -М.: Л.: Госэнергоиздат, 1953, вып.-2, с. 3-51.

75. Тюремнов С.Н. Растительный покров // Торфяные месторождения Западной Сибири. М.: Издательство Главное управление торфяного Фонда при Сов. мин. РСФСР, 1957, с 30-44.

76. Уэлле А. Структурная неорганическая химия. В 3-х томах // 2 том. Под ред. чл. кор. АН СССР Корой-Кошица H.A. -М.: Мир, 1987, с. 694, с. 22-29.

77. Шантарин В.Д., Войтенко B.C. «Физико химия дисперсных систем» //-М.: Недра, 1990,314с.

78. Шульга Т. М., Базина А. А. Комбинированное влияние окиси углерода и паров металлической ртути на организм экспериментальных животных.// М.: Ж. Гигиеца труда и профзаболеваний. 1975, № 11 с.59-62.

79. Статистическая обработка проведена по методу наименьших квадратов.