Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Технология и оборудование для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

ВАК РФ 03.02.08, Экология (по отраслям)

Автореферат диссертации по теме "Технология и оборудование для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий"

005002979

ЛАТОНОВА ОЛЬГА БОРИСОВНА

ТЕХНОЛОГИЯ И ОБОРУДОВАНИЕ ДЛЯ РЕАБИЛИТАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ГРУНТОВ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ

Специальность 03.02.08 - Экология (в химии и нефтехимии)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

- 1 ДЕК 2011

Москва - 2011

005002979

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Московский государственный университет инженерной экологии» (ФГБОУ ВПО «МГУИЭ»).

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор Гонопольский Адам Михайлович

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, доцент Николайкии Николай Иванович

доктор биологических наук, профессор, заслуженный деятель науки РФ Денисов Аркадий Алексеевич

Ведущая организация:

Открытое акционерное общество «Институт МосводоканалНИИпроект»

Защита состоится « 22 » декабря 2011 г. в 14:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.145.03 при Московском государственном университете инженерной экологии (ФГБОУ ВПО «МГУИЭ») по адресу: 105066, Москва, ул. Старая Басманная, 21/4, аудитория имени Л.А. Костандова (Л-207).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета инженерной экологии (ФГБОУ ВПО «МГУИЭ»).

Автореферат разослан «21 » ноября 2011 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, к.т.н.

Е.С. Гриднева

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Грунты урбанизированных территорий играют роль аккумулирующей среды для экотоксикантов, накапливаемых в результате хозяйственной деятельности человека. Как известно, неорганические экотоксиканты в почве представлены в основном тяжелыми металлами, органические -углеводородами нефтепродуктов. Исключение из ландшафта поступивших загрязняющих веществ антропогенного происхождения практически невозможно.

Опасность загрязненных грунтов урбанизированных территорий определяется эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы, ролью городских грунтов как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и как токсичной среды при непосредственном контактном воздействии на человека.

Предотвращение опасности, исходящей от загрязненных земель в городах, обеспечивается либо их сбором и вывозом с последующей укладкой привозных, экологически чистых грунтов, что довольно дорого, либо проведением ряда технологических мероприятий по реабилитации загрязненных земель, не обладающих двунаправленным действием в области комплексной очистки грунтов от тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Таким образом, представляются весьма актуальными разработка новой комплексной технологии очистки загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами земель и исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий.

Исследованию процессов взаимодействия тяжелых металлов с органическими и минеральными почвенными компонентами посвящены работы Д.С. Орлова, Г.В. Добровольского, В.В. Добровольского, А.И. Перельмана, М.А. Глазовской и других российских ученых. Определяющий вклад в описание методов детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами, внесли труды и монографии Ю.В. Алексеева, В.Б. Ильина, А.И. Карпухина, В.А. Касатикова, С.А. Шобы, Я.М. Аммосовой, JI.K. Садовниковой и др. Большую роль в развитии биологического метода деструкции нефтепродуктов в почве сыграли работы Б.Г. Мурзакова, B.C. Гузева, В.В. Бирюкова, H.A. Манучаровой, М.С. Розановой и др. Несмотря на длительную историю изучения процессов реабилитации деградировавших почв, исследования, направленные на разработку и описание комплексных биохимических технологий очистки загрязненных грунтов урбанизированных территорий, практически не проводились.

Цель работы: повышение экологической безопасности среды обитания жителей городов путем снижения экологической нагрузки от промышленной и хозяйственной деятельности человека на грунты урбанизированных территорий в результате применения биохимической технологии для реабилитации загрязненных земель.

Научная новизна работы:

1. Показано, что применение нового способа биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий обеспечивает возникновение синергического эффекта при комбинировании биологического и реагентного методов очистки.

2. Впервые проведено расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий.

3. Доказана применимость модели нестационарного массообмена с объемной реакцией для описания процессов, протекающих при очистке загрязненных грунтов, на основе удовлетворительного соответствия полученных теоретических и экспериментальных зависимостей.

4. Экспериментально определены температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

Практическая значимость.

Разработана инженерная методика расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ на основе полученных эмпирических зависимостей.

Разработано основное оборудования для обезвреживания загрязненных грунтов санитарно-защитных зон полигонов захоронения твердых бытовых отходов и других урбанизированных территорий.

На защиту выносятся:

1. Новый способ биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий, который обеспечивает возникновение синергического эффекта при комбинировании биологического и реагентного методов очистки, состоящего в том, что совместное действие реагентов усиливает эффект каждого из них до значений, достигающих 180% по каждому загрязняющему компоненту.

2. Экспериментально определенные температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

3. Математическая модель на основе дифференциального уравнения массообмена с объемной реакцией для определения степени очистки широкого класса загрязненных грунтов, описывающая массив экспериментальных данных с точностью не менее 95%.

4. Эмпирические зависимости для предпроектного расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Научных конференциях студентов и молодых ученых МГУИЭ (Москва, МГУИЭ, 2008, 2010); У1-ой международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (Москва, МГУИЭ, 2009); Международной конференции «Коммерческое использование нетрадиционных ресурсов метана и отходов сельскохозяйственного и лесного производства» (Москва, МВЦ «Крокус-Экспо», 2009); Конкурсе проектов молодых ученых в рамках 15-ой международной выставки химической промышленности и науки «Химия-2009» (Москва, ЦВК «Экспоцентр», 2009); 1-ой Международной конференции РХО им. Д.И. Менделеева «Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической и нефтехимической промышленности» (Москва, ЦВК «Экспоцентр», 2009); 1-ой Международной конференции Москва - Будва «Биотехнологии и альтернативная энергетика в городском хозяйстве» (Будва, Черногория, 2010); Научно-практической

конференции, посвященной 95-летию со дня рождения Л.А. Костандова (Москва, МГУИЭ, 2010); Конференции Международной ассоциации по твердым отходам (18\УА) «Передовые технологии переработки и захоронения отходов: ориентиры применения и критерии выбора» (Москва, МВЦ «Крокус-Экспо», 2011).

Оргкомитетом П-ой Биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2008» (Москва, ЦВК «Экспоцентр», 2008) присуждена золотая медаль за разработку представленной биохимической технологии реабилитации грунтов городских территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Результаты диссертационной работы использованы при выполнении государственного контракта от 25 мая 2011 г. № 16.525.11.5003 «Разработка новой комплексной опытно-промышленной технологии для обеспечения нормативной экологической безопасности высоконагруженного полигона захоронения органосодержащих отходов производства и потребления и его санитарно-защитной зоны» с Министерством образования и науки Российской Федерации в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы».

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием общепризнанных экспериментальных методик, нормированными метрологическими характеристиками поверенных средств измерений, а также обоснована данными, полученными в ходе исследований в лабораториях ФБГОУ ВПО «МГУИЭ», подтвержденными аттестованной экоаналитической лабораторией

МГУП «Промотходы», и последующей корректной оценкой погрешности их измерений.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 135 наименований, и приложения. Работа содержит 173 страницы, в том числе 113 страниц машинописного текста, 11 таблиц, 34 рисунка и 3 приложения.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность проблемы реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий, сформулирована цель диссертационной работы и задачи, рещаемые при достижении поставленной цели, показана научная новизна и практическая значимость выполненных исследований, определены основные положения, выносимые на защиту, приведена общая структура работы и сведения о публикациях автора по теме настоящей диссертационной работы.

В первой главе представлен аналитический литературный обзор проблем реабилитации загрязненных грунтов химическими и биологическими способами.

Описаны методы по снижению поступления подвижных форм тяжелых металлов в растения и сопредельные среды, такие как глинование, внесение больших норм органического вещества, известкование, фосфоритование, внесение в почву менее токсичных химических аналогов, а также комплексное использование перечисленных выше приемов (Алексеев, 1987; Ильин, 1991). Рассмотрены

механизмы взаимодействия тяжелых металлов с гумусовым веществом почвы (Орлов, 1981, 1990, 1997; Карпухин, Касатиков, 2007).

Также приведено описание существующих в настоящее время способов деструкции нефтепродуктов, среди которых можно выделить биологическую очистку загрязненных грунтов, базирующуюся на двух основных подходах (Мурзаков, 2005): 1) повышение активности местной углеводородокисляющей микрофлоры; 2) введение в загрязненный объект больших количеств предварительно выращенной активной биомассы бактерий в виде биологических препаратов.

Рассмотрен наиболее эффективный и универсальный способ деструкции нефтезагрязненных грунтов, в основе которого лежит применение биологических препаратов, созданных на основе активных биомасс углеводородокисляющих бактерий, выделенных из природных сред (Гузев, 1989; Мурзаков, 2005; Бирюков; 2002). Углеводороды для таких микроорганизмов являются естественным источником питания, и в ходе эволюции данные штаммы адаптировались к их потреблению.

На основе проведенного анализа литературных данных определены основные задачи исследования и сформулированы требования к новой биохимической технологии реабилитации загрязненных грунтов.

Во второй главе приведены методики и результаты экспериментальных исследований биохимической технологии реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий, в основе которой лежит комплексное применение гумино-минерального концентрата и микробиологического препарата (типа «Олеоворин»).

ГМК представляет собой вязкотекучую жидкость; концентрация активного вещества (гидратированной гуминовой кислоты и солей гуминовых кислот) - 15% (масс.); рН = 6,5^8. Активное вещество ГМК является специфическим гумусовым веществом, которое преимущественно представлено гуматом калия.

Микробиологический препарат представляет собой высушенные живые культуры нефтеокисляющих бактерий; он состоит из штаммов вида Acinetobacter oleovonm, выделенных из природного биоценоза.

в ццк

□ До внесения комплексного препарата

□ После внесении комплексного гц>еппряга

Рис. 1. Динамика деструкции

нефтепродуктов в ходе лабораторного эксперимента

Рис. 2. Результаты обработки грунтов СЗЗ полигона ТБО «Хметьево» комплексным препаратом

Показано, что при внесении комплексного препарата происходит преобразование нефтепродуктов, находящихся в грунтах, в углекислый газ и почвенную органику и связывание подвижных форм тяжелых металлов, что предотвращает их миграцию в фунтовые воды и поступление в растения.

Концентрации подвижных форм тяжелых металлов в грунте определялись методом атомно-абсорбционного анализа на спектрометре «КВАНТ-2А», концентрации нефтепродуктов - флуориметрическим методом на приборе типа «ФЛЮОРАТ 02-ЗМ» путем предварительной экстракции нефтепродуктов из проб грунта гексаном.

В ходе лабораторного эксперимента при варьировании температурных и концентрационных режимов проводилось исследование естественно загрязненного грунта с газонов, прилегающих к Щелковскому шоссе (г. Москва). В результате проведения эксперимента был подобран рациональный температурный и концентрационный режим смеси реагентов комплексного препарата, при котором наблюдалась наибольшая степень деструкции нефтепродуктов (рис. 1) и проходило наиболее эффективное снижение концентраций подвижных форм ТМ.

Полевые исследования проводились на нескольких земельных участках г. Москвы, включая жилую застройку и территории, прилегающие к крупным автомагистралям столицы, а также на территории санитарно-защитпых зон полигонов захоронения твердых бытовых отходов, находящихся в Подмосковье. По итогам проведения экспериментов наблюдалась эффективная деструкция нефтепродуктов и значительное снижение концентраций подвижных форм ТМ (рис. 2).

Полученные данные позволяют предположить, что при одновременном проведении процессов реагентной и биологической очистки загрязненных грунтов, которое обеспечивается совместным внесением ГМК и биопрепарата, возникает синергический эффект, вызывающий значительно более интенсивное снижение концентраций загрязняющих компонентов, достигающее следующих значений: по 2п - в 25,7 раза, РЬ - в 15 раз, Си - в 14,6 раза, Мп - в 4 раза, Сг3+ - в 32 раза, N1 - в 13 раз, С(1 - в 4,9 раза, Ре - в 4,4 раза и по нефтепродуктам - в 7,2 раза.

Исследование факторов возникновения синергического эффекта показало, что ГМК химически связывает в прочные комплексы ионы ТМ и органические экотоксиканты, что приводит к их обезвреживанию, то есть потере биодоступности. Следствием этого, по-видимому, является снижение затрат энергии живой клетки биопрепарата на устранение негативного эффекта, вызванного попаданием ксенобиотиков во внутриклеточную среду. Также можно предположить, что микроорганизмы не только проводят эффективную очистку грунтов от углеводородов нефтепродуктов, но и участвуют в процессах иммобилизации ТМ (образование нерастворимых осадков из растворимых соединений металлов) и аккумуляции ТМ (сорбция металлов на поверхности клетки или накопление металла внутри нее).

В третьей главе представлены результаты математического моделирования процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий. Расчетно-теоретический анализ проводился с целью определения степени очистки широкого класса загрязненных грунтов и расширения возможности использования на практике исследуемого метода очистки.

При постановке задачи процесс биохимической реабилитации загрязненных грунтов был представлен как нестационарный массообмен стенки порового канала грунта с неподвижной жидкой средой вносимого комплексного реагента, в объеме которой происходит биохимическая реакция со скоростью

При описании математической модели были приняты следующие допущения:

1. Реальная почва имеет сложный и нерегулярный характер структуры порового пространства. Это вызывает затруднения в получении аналитических либо численных решений при изучении различных процессов, протекающих в толще грунта. В данной работе рассматривалась идеализированная модель грунта (Леонтьев, 2009), представляющая собой пористую среду, составленную из параллельных цилиндрических каналов (капилляров) одного размера (рис. 3).

2. Считаем, что при внесении комплексного реагента каналы в грунте полностью заполняются жидкостной фракцией, и в результате протекания биохимической реакции итоговое значение концентрации /-го загрязняющего компонента в 7-м канале грунта равно итоговому значению концентрации данного вещества во всем объеме реабилитируемого грунта.

3. В начальный момент времени / = 0, соответствующий моменту полного внесения реагента, концентрация растворенных в жидкости веществ максимальна.

4. При / > 0 концентрация загрязняющих веществ на поверхности стенки канала грунта одинакова и равна нулю.

Исходя из полученных экспериментальных данных и принятых допущений, построена математическая модель, в основу которой легло дифференциальное уравнение, описывающее процесс нестационарного массообмена с объемной реакцией (1).

При постановке задачи были использованы следующие безразмерные величины:

-Г-В1 ,._"2-ИО /-(с)

ст„' а2Ь' а' " ДСт„ ' '' ^

где с - безразмерная концентрация загрязняющего компонента; С - концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; Стю - максимальная концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; т - безразмерная координата времени; £> - коэффициент диффузии, м /с; г - время, с;

а - размерная величина, выбранная за масштаб длины, м; Ь - безразмерная величина, выбранная за масштаб времени; х - безразмерная декартова координата;

X - декартова координата, отсчитываемая от поверхности стенки канала грунта, м;

к - безразмерная константа скорости объемной биохимической реакции; К - константа скорости объемной биохимической реакции, с"1; /(с) - безразмерная кинетическая функция объемной биохимической реакции; ^(С), ^(Стах) - кинетическая функция объемной биохимической реакции,

мг/кг.

В безразмерных переменных исследуемый процесс описывается уравнением

8с д2с , \

С учетом введенных обозначений правая часть уравнения (1) может быть записана следующим образом:

= (2)

шах

где Кр{с)= IV - скорость объемной биохимической реакции.

Тогда кГ{с) = -^-1У. (3)

тэх

Ввиду сложности теоретического описания биохимических процессов, протекающих в слое загрязненного грунта при внесении комплексного реагента, зависимость кинетической функции от концентрации /-го загрязняющего компонента и значение константы скорости данной биохимической реакции остаются неизвестными. Для решения поставленной задачи представим скорость объемной биохимической реакции в виде полинома

1¥ = А + ВС", (4)

где А,В,т - коэффициенты, характеризующие протекание конкретной биохимической реакции.

В результате получим уравнение

= <Ц.--L + 5(с. с у 1

дг дх2 DC L v maW J

(5)

шах

с граничными условиями:

х = 0, с = 0; л- = хтах =1, с = 0. (6)

Как показали расчеты, построенная математическая модель достоверно описывает процесс биохимической реабилитации загрязненных фунтов при начальных концентрациях загрязняющих веществ, лежащих в следующих диапазонах:

0,3-20 г/кг для нефтепродуктов;

9.8-1850 мг/кг для цинка;

2.9-25,2 мг/кг для свинца; 1,7-19 мг/кг для меди;

Рис. 3. Идеализированная модель грунта Рис. 4. Распределение концентрации /-го

загрязняющего компонента в продольно-поперечном сечении канала грунта

43-205 мг/кг для марганца; 0,7-28 мг/кг для хрома; 0,5-176 мг/кг для никеля; 0,1-48 мг/кг для кадмия; 38-483 мг/кг для железа. Указанные диапазоны изменения начальных концентраций загрязняющих компонентов получены на основе экспериментальных данных.

График начального распределения концентрации /-го загрязняющего компонента по поперечному сечению канала грунта представляет собой параболоид вращения, а сечение параболоида осевой плоскостью - квадратичную параболу (рис. 4):

г = 0, с = -Лхг + 4х. (7)

Вид уравнения квадратичной параболы (7) обусловлен достижением в начальный момент времени г = 0 максимального значения безразмерной

концентрации загрязняющего компонента с^х = —= 0,5^ = 1 при начальной

концентрации Таким образом, (7) представляет собой

начальное условие уравнения (5).

Численное решение задачи (5) было найдено с помощью пакета прикладных программ МаЛСАО. Поиск решения проводился отдельно по девяти загрязняющим компонентам (нефтепродукты, цинк, свинец, медь, марганец, хром, никель, кадмий, железо) на основании данных, полученных при полевой апробации технологии биохимической реабилитации загрязненных фунтов.

Решение одномерных нестационарных уравнений в частных производных обеспечивает встроенная в математический пакет МаШСАЭ функция Рс)е8о1уе:

/Уезо/уе с,х,| ],г[ 1Гх»&1Рт&1 (8)

[хМах {тМахГ м ,' к '

Рис. 5. График поверхности решения дифференциального уравнения (5), отображающий снижение концентрации нефтепродуктов С в грунте газонов, прилегающих к Варшавскому шоссе, в период проведения полевого эксперимента

Для графического представления результатов решения рассматриваемого дифференциального уравнения (5) использовалась функция Сгеа1еМе5Ь, которая позволяет строить в МаЛСАБ график поверхности, заданной уравнением. Полученная седлообразная поверхность второго порядка является гиперболическим параболоидом (рис. 5).

При дискретном сечении поверхности решения дифференциального уравнения (5) плоскостями, перпендикулярными оси г, получим график распределения безразмерной концентрации с по осевому продольно-поперечному сечению канала грунта относительно различных временных срезов в период проведения эксперимента (рис. 6).

В свою очередь сечения гиперболического параболоида (рис. 5) плоскостями, перпендикулярными оси х, наглядно отображают снижение безразмерной концентрации с /'-го загрязняющего компонента по безразмерной координате времени г , то есть в период проведения эксперимента (рис. 7).

Безразмерная концентрация нефтепродуктов Б начальный момент времени

Безразмерная концентрация нефтепродуктов через 7 суют

Безразмерная концентрация нефтепродуктов через 14 суют

Безразмерная конпешраттня нефтепродуктов через 21 сутки

Безразмерная концентрация нефтепродуктов через 28 суют

Экспериментальные данные

f 0 0.2 0 А 0.6 0.8

Безразмерная декартова координата, х

Рис. 6. Распределение концентрации нефтепродуктов по осевому продольно-поперечному сечению канала грунта в различные моменты проведения эксперимента

Расчетное снижение безразмерной

1.5

Расчетное снижение безразмерной конпешрапЕн нефтепродуктов при х=0.3 Экспериментальные данные Аппроксимация экспериментальных данных Время оышчания полевого эксперимента

и 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

из

Безразмерная координата времени, г

Рис. 7. Снижение безразмерной концентрации нефтепродуктов в фунте газонов, прилегающих к Варшавскому шоссе, в период проведения эксперимента

«Г 1

i

I

• • • Экспериментальные данные

$ Доверительный интервал для выборочного среднего

Время окончания полевого эксперимента

О 0.02 0.04 0.06 0.08 0.1

Безразмерная координата времени, г

Рис. 8. Снижение безразмерной концентрации цинка в грунте СЗЗ полигона ТБО «Хметъево» в период проведения эксперимента

Кривая, полученная в результате аппроксимации экспериментальных данных, соответствует найденной расчетно-теоретической кривой снижения безразмерной концентрации г-го загрязняющего компонента в осевом продольном сечении гиперболического параболоида, при х = 0,5. Таким образом, экспериментальные данные соотносятся с наибольшими значениями концентраций загрязняющих компонентов, достигаемыми в сечении канала грунта.

Требование адекватности построенной математической модели процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов считали выполненным при условии попадания полученной расчетно-теоретической зависимости снижения безразмерной концентрации г-го загрязняющего компонента в 95%-ный доверительный интервал для выборочного среднего по исходным экспериментальным концентрациям. Выполнение требования адекватности, предъявляемого к полученной математической модели, продемонстрировано на примере графика снижения безразмерной концентрации цинка в грунте санитарно-защитной зоны полигона твердых бытовых отходов «Хметьево» (см. рис. 8).

Полученная математическая модель с погрешностью, не превосходящей погрешности измерений, описывает ряд сложных процессов, протекающих при биохимической реабилитации фунтов, причем по всем исследуемым компонентам загрязнения (рис. 9). Таким образом, достаточно высокая степень универсальности данной модели обеспечивает возможность ее применения для моделирования процессов очистки широкого класса фунтов, имеющих различный уровень загрязнения органическими и неорганическими экотоксикантами.

Численные расчеты в МаЛСАЭ проводились в полном объеме с построением выше приведенных фафических зависимостей (рис. 5-рис. 9) для каждой площадки полевой апробации биохимической технологии реабилитации загрязненных фунтов по девяти рассматриваемым зафязняющим компонентам.

При фиксированном значении коэффициента т = 2 получен набор значений коэффициентов А и В для каждого земельного участка полевой апробации биохимической реабилитации фунтов по всем исследуемым загрязняющим компонентам. Анализ полученных результатов позволил сделать вывод о наличии

Безразмерная координата времени, I

Сг (расчетно-тгоретнческая кривая) лдд Сг (экспериментальные данные)

-Бе (расчетно-теоретическая кривая)

+++ Бе (экспериментальные данные) N1 (расчетно-теоретическая кривая) N1 (экспериментальные данные)

-Сс1 (расчетно-теоретическая кривая)

яяш Cd (экспериментальные данные)

-Мп (расчетно-теоретическая кривая)

□□□ Мп (экспериментальные данные) РЬ (расчетно-теоретическая кривая) РЬ (экспериментальные данные)

— 2п (расчетно-теоретическая кривая) ооо (экспериментальные данные)

— Си (расчетно-теоретическая кривая) ооо Си (экспериментальные данные)

Рис. 9. Снижение безразмерной концентрации тяжелых металлов в фунте СЗЗ полигона ТБО «Хметьево» (экспериментальные и расчетно-теоретические данные)

зависимости значений коэффициентов А и В от начальной концентрации исследуемого загрязняющего компонента. Выявление данных зависимостей представляет высокую практическую значимость, поскольку позволяет при известной начальной концентрации /'-го загрязняющего компонента найти соответствующие значения коэффициентов А, В ив результате численного решения дифференциального уравнения (5) определить прогнозируемую степень очистки грунта. При известных заранее требованиях к конечному уровню концентрации определенных веществ в грунте это позволяет уже на предпроектном этапе проведения рекультивационных работ дать оценку целесообразности применения данной биохимической технологии. Общая схема расчета прогнозируемого уровня очистки загрязненных грунтов представлена на рис. 10.

Таким образом, впервые продемонстрирована применимость модели нестационарного массообмена с объемной реакцией для описания процессов, протекающих при реабилитации деградировавших земель, а также предложена методика инженерного расчета прогнозируемого уровня очистки загрязненных фунтов урбанизированных территорий на основе полученных эмпирических зависимостей коэффициентов А и В от начальной концентрации /-го загрязняющего компонента.

Четвертая глава посвящена разработке принципиальной технологической схемы мобильной установки для реабилитации загрязненных фунтов урбанизированных территорий.

Разрабатываемая комплексная технология очистки загрязненных грунтов включает следующие этапы: 1) экологический анализ состояния загрязненных фунтов; 2) разработка технологического регламента обезвреживания загрязненных грунтов; 3) вспашка дернового слоя; 4) отделение крупных механических включений; 5) боронование; 6) внесение комплексного препарата; 7) мульчирование; 8) укрытие на 3-5 суток с использованием специального рулонного материала. Процесс

Рис. 10. Общая схема расчета прогнозируемого уровня очистки загрязненных грунтов: СНач. — начальная концентрация загрязняющего компонента; Спрог - прогнозируемая конечная концентрация загрязняющего компонента; Сзад. - заданная конечная концентрация загрязняющего

компонента

биохимической реабилитации загрязненных грунтов происходит в результате внесения комплексного препарата.

С учетом полученных данных экспериментальных и расчетно-теоретических исследований проведен расчет материального баланса передвижной установки, предназначенной для внесения жидкого комплексного реагента, разработана ее принципиальная технологическая схема, подобрано и рассчитано необходимое оборудование. Спроектированная установка может быть смонтирована на шасси КАМАЗ грузоподъемностью 12 тонн и должна эксплуатироваться в весенне-летний период. Все конструкторские решения подтверждены расчетами и представлены в диссертации.

Технологическая схема установки (рис. 11) разделена на две линии: линия приготовления микробиологического препарата (типа «Олеоворин») и линия приготовления раствора гумино-минерального концентрата. Емкость Е1 предназначена для хранения заранее приготовленного биопрепарата «Олеоворин». Приготовление рабочей суспензии биопрепарата производится методом активации сухого препарата в растворе питательных солей. После активации суспензии, приготовленной из условия максимального загрязнения грунта, она направляется в емкость Е1. При отправлении передвижной установки на участок грунта, нуждающийся в детоксикации, может оказаться, что не весь объем суспензии биопрепарата будет востребован вследствие малости размеров участка, или же концентрации загрязнителей окажутся меньше предусмотренных. В этом случае в аппарате с перемешивающим механическим устройством А1 будет приготовлена суспензия в необходимом количестве и с требуемой концентрацией биопрепарата (при подаче определенного количества воды из емкости Е2). Также в А1 будет

Раствор жидких реагентов конечный

Раствор ГМК

Суспетия биопрепарата исходная

Рис. 11. Технологическая схема очистки загрязненных грунтов:

- А1 - аппарат для приготовления суспензии биопрепарата;

- А2 - аппарата для приготовления раствора ГМК;

- Е1 - емкость исходной суспензии биопрепарата;

- Е2 - емкость с водой;

- ЕЗ - емкость исходного раствора ГМК;

- ЕП - емкость приемная;

- Н1-7 - насос центробежный;

- СЖ - смеситель жидкостный;

- РФ - распылитель форсуночный;

- В31-15 - вентиль запорный;

- ВР1-12 - вентиль регулирующий

происходить дополнительное интенсивное перемешивание раствора для полной активации клеток бактерий.

Емкость Е2 представляет собой резервуар с питьевой водой. Использование питьевой воды необходимо для приготовления конечной суспензии биопрепарата в аппарате А1. Для активации бактерий биопрепарата температура воды должна лежать в пределах 15-КЗО°С. Вода из Е2 подается центробежными насосами Н2, ИЗ.

Линия приготовления раствора гумино-минерального концентрата включает емкость для исходного ЕЗ и аппарат для приготовления раствора гумино-минерального концентрата А2. Исходный гумино-минеральный концентрат содержит примерно 15% активного вещества и хранится в емкости ЕЗ. Приготовление конечного раствора гумино-минерального концентрата происходит в А2 при подаче в аппарат исходного раствора из ЕЗ и воды из Е2 центробежными насосами Н4 и НЗ соответственно. После интенсивного перемешивания сред получаем готовый раствор реагента, который направляется с помощью центробежного насоса Н6 в приемную емкость ЕП.

Равномерное распределение суспензии биопрепарата в растворе гумино-минерального концентрата происходит посредством использования жидкостного смесителя СЖ. Объединенные в СЖ потоки представляют собой конечный раствор жидких реагентов, который подается в приемную емкость ЕП. Отсюда раствор с помощью центробежного насоса Н7 подается в форсуночный распылитель РФ, предназначенный для равномерного распределения жидких реагентов с помощью их

распыла форсунками по участку грунта, загрязненного тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Давление в форсуночном распылителе составляет 0,40530 МПа, соответствующем 4 атм; температура рабочей среды находится в диапазоне значений 15-30°С.

С учетом данных по возможным уровням концентраций загрязнителей, грузоподъемности шасси автомобиля и подбора оборудования для реализации разрабатываемой технологии передвижная установка рассчитана на обработку участка площадью не менее 60 м2 за один выезд. Производительность одной установки по площади обрабатываемого загрязненного участка грунта составляет 86 м2/ч (при глубине обработки 0,2 м).

Также в диссертационной работе выполнены технико-экономические расчеты по определению экологических (природоохранных) издержек и оценке экономической эффективности данной экологической разработки. Ожидаемый удельный экономический эффект составил 3300 руб./м3 очищаемого грунта.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ

1. По результатам лабораторных и полевых экспериментов разработан и исследован процесс биохимической реабилитации фунтов урбанизированных территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Экспериментально установлено, что при одновременном проведении процессов реагентной и биологической очистки загрязненных грунтов, которое обеспечивается совместным внесением ГМК и биопрепарата, возникает синергический эффект, вызывающий значительно более интенсивное снижение концентраций загрязняющих компонентов, чем при раздельной обработке, достигающее следующих значений: по Zn~в 25,7 раза, РЬ - в 15 раз, Си - в 14,6 раза, Мп - в 3,9 раза, Сг3* - в 32 раза, № - в 13 раз, Сё - в 4,9 раза, Ре - в 4,4 раза и по нефтепродуктам - в 7,2 раза.

2. Экспериментально доказано, что использование данной биохимической технологии реабилитации загрязненных грунтов позволяет одновременно проводить эффективную очистку территорий от тяжелых металлов и нефтепродуктов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

3. Впервые проведено расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий и на основе полученных результатов доказана применимость модели нестационарного массообмена с объемной реакцией для описания процессов, протекающих при очистке загрязненных грунтов, причем точность совпадения расчетно-теоретических зависимостей с экспериментальными данными составляет не менее 95%.

4. Разработана инженерная методика предпроектного расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ на основе полученных эмпирических зависимостей.

5. Определены температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

6. Разработана принципиальная технологическая схема и основное оборудования для обезвреживания загрязненных грунтов санитарно-защитных зон

полигонов захоронения твердых бытовых отходов и других урбанизированных территорий. Производительность одной установки по площади обрабатываемого загрязненного участка грунта городских территорий составляет 86 м2/ч (при глубине обработки 0,2 м).

УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ

ГМК - гумино-минеральный концентрат; ОДК - ориентировочно допустимая концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; ПДК - предельно-допустимая концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; ТМ - тяжелые металлы; Zn - цинк; РЬ - свинец; Си - медь; Мп - марганец; Сг3+ - хром3+; Ni - никель; Cd - кадмий; Fe -железо; Сш - концентрация тяжелого металла, мг/кг; с - безразмерная концентрация загрязняющего компонента; С - концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; Cm„ - максимальная концентрация загрязняющего компонента, мг/кг; т -безразмерная координата времени; D - коэффициент диффузии, м2/с; г - время, с; а - размерная величина, выбранная за масштаб длины, м; Ь - безразмерная величина, выбранная за масштаб времени; х - безразмерная декартова координата; X -декартова координата, отсчитываемая от поверхности стенки канала грунта, м; к -безразмерная константа скорости объемной биохимической реакции; К - константа скорости объемной биохимической реакции, с"1; /(с) - безразмерная кинетическая функция объемной биохимической реакции; F(C), F(Cmax) - кинетическая функция

объемной биохимической реакции, мг/кг; | " ] - двухэлементный вектор-столбец,

[хМах I

который содержит граничные условия по х; - двухэлементный вектор-

\rMax J

столбец содержит граничные значения по г ; xpts - параметр, задающий число точек пространственной дискретизации; tpts - параметр, задающий число точек временной дискретизации; С1ШЧ. - начальная концентрация загрязняющего компонента; СПр01. - прогнозируемая конечная концентрация загрязняющего компонента; Сзад. - заданная конечная концентрация загрязняющего компонента.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Гонопольский A.M., Мурашов В.Е., Самарь (Латонова) О.Б., Кожевникова JI.M. Полигонные грунты: пути реабилитации // Твердые бытовые отходы. - 2008. - №4. - С. 22-27.

2. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Исследование и разработка технологии и оборудования загрязненных грунтов городских территорий // Науч. конф. студ. и молодых ученых МГУИЭ: Тез. докл. - М.: МГУИЭ, 2008. - С. 114-115.

3. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Комплексная технология обезвреживания грунтов урбанизированных территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами // Экологические проблемы индустриальных мегаполисов: Сб. трудов VI Международной науч.-практич. конф. - М.: МГУИЭ, 2009.-С. 218-221.

4. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Биохимическая технология реабилитации грунтов урбанизированных территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами // Коммерческое использование нетрадиционных

ресурсов метана и отходов сельскохозяйственного и лесного производства: Тез. докл. Международной конф. - М.: НП «ИНКО», 2009. - С. 58-60.

5. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Биоремедиация почв, загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами // Конкурс проектов молодых ученых: Тез. докл. - М.: ЦВК «Экспоцентр», 2009. - С. 32-33.

6. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Биоремедиация почв, загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами // Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической и нефтехимической промышленности: Сб. трудов докл. Международной конф. РХО им. Д.И. Менделеева, 2009. - С. 66-67.

7. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Биохимическая реабилитация почв, загрязненных нефтепродуктами и тяжелыми металлами // Науч. конф. студентов и молодых ученых МГУИЭ: Тез. докл. - М.: МГУИЭ, 2010. - С. 3942.

8. Самарь (Латонова) О.Б., Бирюков В.В., Гонопольский A.M. Комплексная биохимическая реабилитация загрязненных почв // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2010. -№11.-С. 10-12.

9. Гонопольский A.M., Крамм Э.А., Заборская А.Ю., Самарь (Латонова) О.Б. Процессы детоксикации нефтезагрязненных почв в статико-динамических условиях // Химическое и нефтегазовое машиностроение. - 2010. - №11. - С. 43-48.

10. Гонопольский A.M., Самарь (Латонова) О.Б. Биохимическая реабилитация загрязненных почв при рекультивации полигонов // Сборник докл. конф. Международной ассоциации по твердым отходам (ISWA) «Передовые технологии переработки и захоронения отходов: ориентиры применения и критерии выбора», [электронный ресурс]. - М.: ЗАО «Фирма СИБИКО Интернэшнл», 2011.

11. Гонопольский A.M., Латонова О.Б. Расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий // Экология и промышленность России. - 2011. - №11. -С. 10-13.

Подписано в печать 19.11.2011 г. Тираж 100 экз. Заказ № 3231 Отпечатано в типографии «АллА Принт» Тел. (495) 621-86-07, факс (495) 621-70-09 www.allaprint.ru

Содержание диссертации, кандидата технических наук, Латонова, Ольга Борисовна

Введение

Глава 1. Аналитический обзор научно-технических решений и состояние проблемы реабилитации грунтов урбанизированных территорий

1.1. Характеристика грунтов урбанизированных территорий

1.2. Тяжелые металлы в грунтах урбанизированных территорий

1.3. Взаимодействие гумусового вещества почвы с тяжелыми металлами

1.4. Методы детоксикации тяжелых металлов в загрязненных грунтах урбанизированных территорий

1.5. Углеводородные загрязнения грунтов

1.6. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных грунтах

1.7. Методы детоксикации нефтезагрязненных грунтов

1.8. Особенности детоксикации комплексно загрязненных грунтов

1.9. Патентные исследования по объекту «Технология и оборудование для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий»

Глава 2. Исследование и разработка экспериментальной технологии обезвреживания загрязненных грунтов урбанизированных территорий

2.1. Общая характеристика гумино-минерального концентрата и биопрепарата «Олеоворин»

2.2. Описание используемых методов анализа проб исследуемого грунта

2.3. Описание результатов экспериментальных исследований

2.4. Аппроксимация результатов экспериментальных исследований

Глава 3. Расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

3.1. Моделирование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

3.2. Инженерная методика расчета прогнозируемого уровня очистки загрязненных грунтов урбанизированных территорий

Глава 4. Разработка технологической схемы и оборудования для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

4.1. Разработка принципиальной технологической схемы мобильной установки для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

4.2. Материальный баланс установки для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

4.3. Оценка экономической эффективности технологии реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий

Введение Диссертация по биологии, на тему "Технология и оборудование для реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий"

Актуальность работы. Следуя тенденциям XX века, доля урбанизированных земель планеты и уровень антропогенного воздействия на них продолжают возрастать. Грунты урбанизированных территорий играют роль аккумулирующей среды для экотоксикантов, накапливаемых в результате хозяйственной деятельности человека. Как известно, неорганические экотоксиканты в почве представлены в основном тяжелыми металлами, органические - углеводородами нефтепродуктов. Исключение из ландшафта поступивших загрязняющих веществ антропогенного происхождения практически невозможно.

Опасность загрязненных грунтов урбанизированных территорий определяется эпидемиологической значимостью загрязненной химическими веществами почвы, ролью городских грунтов как источника вторичного загрязнения приземного слоя атмосферного воздуха и как токсичной среды при непосредственном контактном воздействии на человека.

Предотвращение опасности, исходящей от загрязненных земель в городах, обеспечивается либо их сбором и вывозом с последующей укладкой привозных, экологически чистых грунтов, что довольно дорого, либо проведением ряда технологических мероприятий по реабилитации загрязненных земель, не обладающих двунаправленным действием в области комплексной очистки грунтов от тяжелых металлов и нефтепродуктов.

Таким образом, представляются весьма актуальными разработка новой комплексной технологии очистки загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами земель и исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий.

Исследованию процессов взаимодействия тяжелых металлов с органическими и минеральными почвенными компонентами посвящены работы Д.С. Орлова, Г.В. Добровольского, В.В. Добровольского, А.И. Перельмана, М.А. Глазовской и других российских ученых. Определяющий вклад в описание методов детоксикации почв, загрязненных тяжелыми металлами, внесли труды и монографии Ю.В. Алексеева, В.Б. Ильина, А.И. Карпухина, В.А. Касатикова, С.А. Шобы, Я.М. Аммосовой, Л.К. Садовниковой и др. Большую роль в развитии биологического метода деструкции нефтепродуктов в почве сыграли работы Б.Г. Мурзакова, B.C. Гузева, В.В. Бирюкова, H.A. Манучаровой, Д.Г. Звягинцева, М.С.Розановой и др. Несмотря на длительную историю изучения процессов реабилитации деградировавших почв, исследования, направленные на разработку и описание комплексных биохимических технологий очистки загрязненных грунтов урбанизированных территорий, практически не проводились.

Цель работы: повышение экологической безопасности среды обитания жителей городов путем снижения экологической нагрузки от промышленной и хозяйственной деятельности человека на грунты урбанизированных территорий в результате применения биохимической технологии для реабилитации загрязненных земель.

При достижении поставленной цели в диссертации были решены следующие задачи:

1. Реализация и исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами грунтов урбанизированных территорий.

2. Определение технологических параметров процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий.

3. Разработка основного оборудования для обезвреживания загрязненных грунтов санитарно-защитных зон полигонов захоронения твердых бытовых отходов и других урбанизированных территорий.

Научная новизна работы:

1. Показано, что применение нового способа биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий обеспечивает возникновение синергического эффекта при комбинировании биологического и реагентного методов очистки.

2. Впервые проведено расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий.

3. Доказана применимость модели нестационарного массообмена с объемной реакцией для описания процессов, протекающих при очистке загрязненных грунтов, на основе удовлетворительного соответствия полученных теоретических и экспериментальных зависимостей.

4. Экспериментально определены температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

Практическая значимость.

Разработана инженерная методика расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ на основе полученных эмпирических зависимостей.

Разработано основное оборудование для обезвреживания загрязненных грунтов санитарно-защитных зон полигонов захоронения твердых бытовых отходов и других урбанизированных территорий.

На защиту выносятся:

1. Новый способ биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий, который обеспечивает возникновение синергического эффекта при комбинировании биологического и реагентного методов очистки, состоящего в том, что совместное действие реагентов усиливает эффект каждого из них до значений, достигающих 180% по каждому загрязняющему компоненту.

2. Экспериментально определенные температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

3. Математическая модель на основе дифференциального уравнения массообмена с объемной реакцией для определения степени очистки широкого класса загрязненных грунтов, описывающая массив экспериментальных данных с точностью не менее 95%.

4. Эмпирические зависимости для предпроектного расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ.

Апробация работы.

Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на Научных конференциях студентов и молодых ученых МГУИЭ (Москва, МГУИЭ, 2008, 2010); VI-ой международной научно-практической конференции «Экологические проблемы индустриальных мегаполисов» (Москва, МГУИЭ, 2009); Международной конференции «Коммерческое использование нетрадиционных ресурсов метана и отходов сельскохозяйственного и лесного производства» (Москва, МВЦ «Крокус-Экспо», 2009); Конкурсе проектов молодых ученых в рамках 15-ой международной выставки химической промышленности и науки «Химия-2009» (Москва, ЦБК «Экспоцентр», 2009); 1-ой Международной конференции РХО им. Д.И. Менделеева «Ресурсо- и энергосберегающие технологии в химической и нефтехимической промышленности» (Москва, ЦБК «Экспоцентр», 2009); 1-ой Международной конференции Москва-Будва «Биотехнологии и альтернативная энергетика в городском хозяйстве» (Будва, Черногория, 2010); Научно-практической конференции, посвященной 95-летию со дня рождения JI.A. Костандова (Москва, МГУИЭ, 2010); Конференции Международной ассоциации по твердым отходам (ISWA) «Передовые технологии переработки и захоронения отходов: ориентиры применения и критерии выбора» (Москва, МВЦ «Крокус-Экспо», 2011).

Оргкомитетом П-ой Биотехнологической выставки-ярмарки «РосБиоТех-2008» (Москва, ЦБК «Экспоцентр», 2008) присуждена золотая медаль за разработку представленной биохимической технологии реабилитации грунтов городских территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Результаты диссертационной работы использованы при выполнении государственного контракта от 25 мая 2011 г. № 16.525.11.5003 «Разработка новой комплексной опытно-промышленной технологии для обеспечения нормативной экологической безопасности высоконагруженного полигона захоронения органосодержащих отходов производства и потребления и его санитарно-защитной зоны» с Министерством образования и науки Российской Федерации в рамках федеральной целевой программы «Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы».

Публикации.

По материалам диссертационной работы опубликовано 11 работ, в том числе 3 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, рекомендованных ВАК Минобрнауки РФ для публикации основных результатов диссертаций на соискание ученой степени кандидата наук.

Достоверность полученных результатов обеспечивается использованием общепризнанных экспериментальных методик, нормированными метрологическими характеристиками поверенных средств измерений, а также обоснована данными, полученными в ходе исследований в лабораториях ФГБОУ ВПО «МГУИЭ», подтвержденными аттестованной экоаналитической лабораторией МГУП «Промотходы», и последующей корректной оценкой погрешности их измерений.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка, включающего 135 наименований, и приложения. Работа содержит 173 страницы, в том числе 113 страниц машинописного текста, 11 таблиц, 34 рисунка и 3 приложения.

Заключение Диссертация по теме "Экология (по отраслям)", Латонова, Ольга Борисовна

Общие выводы и результаты, полученные в ходе исследований, заключаются в следующем:

1. По результатам лабораторных и полевых экспериментов разработан и исследован процесс биохимической реабилитации грунтов урбанизированных территорий, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами. Экспериментально установлено, что при одновременном проведении процессов реагентной и биологической очистки загрязненных грунтов, которое обеспечивается совместным внесением ГМК и биопрепарата, возникает синергический эффект, вызывающий значительно более интенсивное снижение концентраций загрязняющих компонентов, чем при раздельной обработке, достигающее следующих значений: по Ъп - в 25,7 раза, РЬ - в 15 раз, Си - в 14,6 раза, Мп - в 3,9 раза, Сг - в 32 раза, № - в 13 раз, Сё - в 4,9 раза, Бе - в 4,4 раза и по нефтепродуктам - в 7,2 раза.

2. Экспериментально доказано, что использование данной биохимической технологии реабилитации загрязненных грунтов позволяет одновременно проводить эффективную очистку территорий от тяжелых металлов и нефтепродуктов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

3. Впервые проведено расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий и на основе полученных результатов доказана применимость модели нестационарного массообмена с объемной реакцией для описания процессов, протекающих при очистке загрязненных грунтов, причем точность совпадения расчетно-теоретических зависимостей с экспериментальными данными составляет не менее 95%.

4. Разработана инженерная методика предпроектного расчета прогнозируемого уровня очистки грунтов при известных начальных значениях концентраций загрязняющих веществ на основе полученных эмпирических зависимостей.

5. Определены температурные и концентрационные параметры процесса биохимической реабилитации грунтов, обеспечивающие преобразование нефтепродуктов и связывание подвижных форм тяжелых металлов до концентраций ниже значений ПДК (ОДК) химических веществ в почве (ГН 2.1.7.2041-06, ГН 2.1.7.2042-06).

6. Разработана принципиальная технологическая схема и основное оборудование для обезвреживания загрязненных грунтов санитарно-защитных зон полигонов захоронения твердых бытовых отходов и других урбанизированных территорий. Производительность одной установки по площади обрабатываемого загрязненного участка грунта городских территорий составляет 86 м /ч (при глубине обработки 0,2 м).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

На базе полученных экспериментальных данных в диссертации выполнено расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий и проведена разработка новой комплексной технологии очистки земель, загрязненных тяжелыми металлами и нефтепродуктами.

Библиография Диссертация по биологии, кандидата технических наук, Латонова, Ольга Борисовна, Москва

1. Алексеев Ю.В. Тяжелые металлы в почвах и растениях. Д.: Агропромиздат. Ленингр. отд-ние, 1987. - 142 с.

2. Алексеенко В.А. Геохимия ландшафта и окружающая среда. М.: Недра, 1990. - 142 с.

3. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия: Учебник. М.: Логос, 2000. - 628 с.

4. Аммосова ЯМ., Орлов Д.С., Садовникова Л.К. Охрана почв от химического загрязнения. М.: Изд-во МГУ, 1989. - 96 с.

5. Анурьев В.И. Справочник конструктора-машиностроителя: В 3 т. 8-е изд. перераб. и доп. Под ред. И.Н. Жестковой. - М.: Машиностроение, 2001. - 920 е.: ил.

6. Березин И.С., Жидков Н.П. Методы вычислений. Т.2. М.: Физматлит, 1962.-620 с.

7. Биотехнология: состояние и перспективы развития: Материалы II Московского международного конгресса. М.: ЗАО «ПИК «Максима», РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2003. - часть I, 384 с.

8. Боглаев Ю.П. Вычислительная математика и программирование. М.: Высшая школа, 1990. - 544 с.

9. Брагинский Л.Н., Бегачев В.И., Барабаш В.М. Перемешивание в жидких средах: Физические основы и инженерные методы расчета. Л.: Химия, 1984. -336 е.: ил.

10. Васильцов Э.А., Ушаков В.Г. Аппараты для перемешивания жидких сред: Справочное пособие. Л.: Машиностроение. Ленингр. отделение, 1979. -272 с.

11. Вержбицкий В.М. Основы численных методов: Учебник для вузов. -М.: Высшая школа, 2002. 840 с.

12. Витман Л.А., Кацнельсон Б.Д., Палеев И.И. Распыливание жидкости форсунками. М.: Государственное энергетическое издательство, 1962. - 264 с.

13. Вихман Г.JI., Круглов С.А. Основы конструирования аппаратов и машин нефтеперерабатывающих заводов: Учебник для студентов вузов. М.: Машиностроение, 1978. - 328 с.

14. Высоцкий В.И., Корнилова А.А. Ядерный синтез и трансмутация изотопов в биологических системах / Nuclear Fusion and transmutation of isotopes in biological systems. M.: Мир, 2003. - 304 е.: ил.

15. Глазовская M.А. Геохимия природных и техногенных ландшафтов СССР. М.: Высшая школа, 1988. - 328 с.

16. Глазовская М. А. Критерии классификации почв по опасности загрязнения свинцом // Почвоведение. 1994. - № 4. - С. 110-120.

17. Глазовская М.А. Принципы классификации почв по опасности их загрязнения тяжелыми металлами // Биологические науки. 1989. - № 9. - С. 82-96.

18. Глазовская М.А. Проблемы и методы оценки эколого-геохимической устойчивости почв и почвенного покрова к техногенных воздействиям // Почвоведение. 1999. - № 1. - С. 114-124.

19. Гонопольский А.М., Крамм Э.А., Заборская А.Ю., Самарь О.Б. Процессы детоксикации нефтезагрязненных почв в статико-динамических условиях // Химическое и нефтегазовое машиностроение. 2010. - № 11. - С. 43-48.

20. Гонопольский А.М., Латонова О.Б. Расчетно-теоретическое исследование процесса биохимической реабилитации загрязненных грунтов урбанизированных территорий // Экология и промышленность России. 2011. -№ 11.-С. 10-13.

21. Гонопольский А.М., Мурашов В.Е., Кожевникова Л.М., Самарь О.Б. Полигонные грунты: пути реабилитации // Твердые бытовые отходы. 2008. - № 4. -С. 22-27.

22. Государственный доклад «О состоянии и об охране окружающей среды Российской Федерации в 2009 году». Москва: МИНПРИРОДЫ РФ, 2010. - 524 с.

23. Гришина Л.А., КопцикГ.Н., Моргун Л.В. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга. М.: Изд-во МГУ, 1991. -82 с.

24. Гузев B.C., Левин C.B., Селецкий Г.И. и др. Роль почвенной микробиоты в рекультивации нефтезагрязненных почв. Микроорганизмы и охрана почв / Под ред. Д.Г. Звягинцева. М.: Изд-во МГУ, 1989. - С. 129-150.

25. Гузев B.C., Левин C.B. Перспективы эколого-микробиологической экспертизы состояния почв при антропогенных воздействиях // Почвоведение. -1991.-№9.-С. 50-62.

26. Гуминовые препараты и их применение в растениеводстве и животноводстве: Материалы Всероссийской научно-практической конференции (1719 мая 2005 г.). Рязань, 2005. - 104 с.

27. Гусева Т.М. Экологическая оценка загрязнения ландшафтов тяжелыми металлами (на примере модельного ландшафта левобережья Окского бассейна): Дисс. . канд. сельскохоз. наук. Рязань, 2001. - 166 с.

28. Данченко H.H. Функциональный состав гумусовых кислот: определение и взаимосвязь с реакционной способностью: Автореф. канд. хим. наук. М., 1997. -23 с.

29. Деградация и охрана почв / Под общей ред. Г.В. Добровольского. М.: Изд-во МГУ, 2002. - 654 с.

30. Демин В.В., Терентьев В.А., Завгородняя Ю.А. Механизм действия гуминовых веществ на живые клетки. Тезисы II Всероссийской конференции «Гуминовые вещества в биосфере». М.: Изд-во МГУ, 2003.

31. ДерхамХ.М. Взаимодействие тяжелых металлов (медь и цинк) с органическими и минеральными компонентами почв: Дисс. . канд. биолог, наук. -М., 2009. 196 с.

32. Дильман В.В., Полянин А.Д. Методы модельный уравнений и аналогий в химической технологии. М.: Химия, 1988. - 304 с.

33. Добровольский В.В. География микроэлементов. Глобальное рассеивание. М.: Мысль, 1983. - 272 с.

34. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М.: Изд. центр «Академия», 2003. - 400 с.

35. Добровольский Г.В., Гришина Л.А. Охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1985.-224 с.

36. Дунаев П.Ф., Леликов О.П. Конструирование узлов и деталей машин. -7-е изд., испр. М.: Высшая школа, 2001. - 447 е.: ил.

37. Егорова Е.И. Экологические особенности функциональной активности почвенных микроорганизмов при сочетанном действии радионуклидов и тяжелых металлов: Автореф. . канд. биолог, наук. Обнинск, 1996. - 20 с.

38. Жоробекова Ш.Ж. Макролигандные свойства гуминовых кислот. -Фрунзе: «Илим», 1987. 195 с.

39. Звягинцев Д.Г., Умаров М.М., Чернов И.Ю., Марфенина O.E., ЛысакЛ.В., ГузевВ.С., ВолдеМ.И., КураковА.В., Степанов А.Л., Манучарова H.A. Деградация и восстановление нефтезагрязненных почв // Деградация и охрана почв.- М.: Изд-во МГУ, 2002. С. 423-435.

40. Марфенина O.E. Микробиологические аспекты охраны почв. М.: Изд-во МГУ, 1991.-118 с.

41. Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва растение. -Новосибирск: Наука. Сиб. отд-ние, 1991. - 151 с.

42. Карпухин А.И., Касатиков В.А. Комплексные соединения гумусовых кислот с ионами металлов в генезисе почв и питании растений. М.: Россельхозакадемия - ГНУ ВНИП - ТИОУ, 2007. - 238 с.

43. Киреева H.A. Использование биогумуса для ускорения деструкции нефти в почве // Биотехнология. 1995. - № 5-6. - С. 32-35.

44. Киреева H.A. Микробиологические процессы в нефтезагрязненных почвах: Автореф. д-ра биолог, наук. Санкт-Петербург, 1996. - 40 с.

45. КовдаВ.А. Биогеохимия почвенного покрова. М.: Наука, 1985.264 с.

46. Ковда В.А. Почвенный покров, его улучшение, использование и охрана.- М.: Изд-во «Наука», 1981.-184 с.

47. Крылов В.И., Бобков В.В., Монастырный П.И. Начала теории вычислительных методов. Уравнения в частных производных. Минск: Наука и техника, 1986. - 311 с.

48. Кубасов А.А. Химическая кинетика и катализ. Часть 1, М.: Изд-во МГУ, 2004. - 144 с.

49. Кубасов A.A. Химическая кинетика и катализ. Часть 2, М.: Изд-во МГУ, 2005.- 158 с.

50. Курбатова A.C. Городские почвы объект исследования и нормирования // Партнеры и конкуренты. - 2004. -№11.

51. КутеповА.М., Полянин А.Д., Запрянов З.Д., ВязьминА.В., КазенинДА. Химическая гидродинамика: Справочное пособие. М.: Квантум, 1996.-336 с.

52. Лащинский A.A., Толчинский А.Р. Основы конструирования и расчета химической аппаратуры. Л.: Машиностроение, 1970. - 752 с.

53. Левин C.B., ГузевВ.С., Асеева И.В. Тяжелые металлы как фактор антропогенного воздействия на почвенную микробиоту / Микроорганизмы и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 1989. - С. 3-46.

54. Леонтьев Н.Е. Основы теории фильтрации: Учебное пособие. М.: Изд-во Центра прикладных исследований при механико-математическом факультете МГУ, 2009. - 88 с.

55. Лепнева О.М. Влияние антропогенных факторов на химическое состояние почв города (на примере г. Москвы): Автореф. . канд. биол. наук. М., 1987.-25 с.

56. Линдиман A.B., Шведова Л.В., ТукумоваН.В., Невский A.B. Фиторемедиация почв, содержащих тяжелые металлы // Экология и промышленность России. 2008. - № 9. - С. 45-47.

57. Лушников C.B., Завгороднев К.Н., Бобер В.В., Николенко A.A., Елистратов A.B. Очистка воды и почвы от нефти и нефтепродуктов с помощью микробов-деструкторов // Экология и промышленность России. 1999. - № 12. -С. 17-20.

58. Методические указания: Методика выполнения измерений массовой доли кислоторастворимых форм металлов (меди, свинца, никеля, кадмия) в пробахпочвы атомно-абсорбционным анализом. РД 52.18.191-89. М.: Гидрометеоиздат, 1990.-31 с.

59. Методические указания по выполнению экономической части дипломных проектов по специальности инженерной экологии. М.: МГУИЭ, 2002. -12 с.

60. Методы почвенной микробиологии и биохимии: Учеб. пособие / Под ред. Д.Г. Звягинцева. -М.: Изд-во МГУ, 1991. 304 с.

61. Миграция загрязняющих веществ в почвах и сопредельных средах. JL: Гидрометеоиздат, 1980. - 260 с.

62. Микроэлементы в почвах СССР / Под ред. В.А. Ковды, Н.Г. Зырина. -М.: Изд-во Моск. ун-та, 1981. 252 с.

63. Минеев В.Г., Ремпе Е.Х. Агрохимия, биохимия и экология почв. М.: Росагропромиздат,1990. - 206 с.

64. Мурзаков Б.Г. Экологическая биотехнология для нефтегазового комплекса (теория и практика). М.: Изд-во МГУ, 2005. - 200 с.

65. Мурзаков Б.Г., Биттеева М.Б., Морщакова Г.Н., Капотина JI.H., Хамроез О.Ж., Кислухина О.В. Бактерии деструкторы нефтепродуктов // Симпозиум «Микробиология охраны биосферы в регионах Урала и Северного Прикаспия»: Тез. докл. - М., 1991. - С. 20.

66. Орлов Д.С. Гуминовые вещества в биосфере // Соровский образовательный журнал. 1997. - № 2. - С. 56-63.

67. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почвы и общая теория гумификации. — М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.

68. Орлов Д.С. Химия почв: Учебник. М.: Высшая школа, 2005. - 558 с.

69. Орлов Д.С., Гришина JI.A. Практикум по химии гумуса: Учеб. пособие. М.: Изд-во МГУ, 1981. - 272 е.: ил.

70. Орлов Д.С., Садовникова JT.K., Лозановская И.Н. Экология и охрана биосферы при химическом загрязнении. М.: Высшая школа, 2001. - 320 с.

71. ОртегаДж., Пул У. Введение в численные методы решения дифференциальных уравнений. М.: Наука, 1986. - 288 с.

72. Павлов К.Ф., РоманковП.Г, Носков A.A. Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии. 10-е изд., перераб. и доп. - Л.: Химия, 1987. - 576 е.: ил.

73. ПажиД.Г., ПраховА.М., Равикович Б.Б. Форсунки в химической промышленности. М.: Изд-во «Химия», 1971. - 222 с.

74. Перельман А.И. Геохимия ландшафтов. М.: Высшая школа, 1975. -342 е.: ил.

75. Портнова A.B. Ремедиация почвы, загрязненной тяжелыми металлами, с помощью мелиорантов-стабилизаторов: Автореф. .канд. хим. наук. Пермь, 2009. -16 с.

76. Почвоведение. Учеб. для ун-тов. В 2 ч. / Под ред. В.А. Ковды, Б.Г. Розанова. Ч. 2. Типы почв, их география и использование / Богатырев Л.Г., Васильевская В.Д., Владыченский A.C. и др. М.: Высшая школа, 1988. - 368 с: ил.

77. Практикум по биологии почв: Учеб. пособие / Зенова Г.М., Степанов А.Л., Лихачева A.A., Манучарова H.A. М.: Изд-во МГУ, 2002. - 120 с.

78. Протасов В.Ф., Молчанов A.B. Экология, здоровье и природопользование в России. М.: Финансы и статистика, 1995. - 528 с.

79. Расчет и конструирование машин и аппаратов химических производств: Примеры и задачи / Под ред. М.Ф. Михалева. Л.: Машиностроение, 1984. - 301 е.: ил.

80. РисДж., ЭллисБ. Интегрированные инженерные и научные методы переработки загрязненных почв и почвенных вод // Химия в интересах устойчивого развития. 1993. - №2. - С. 281-288.

81. Ростовщикова И.Н. Состав и свойства фракций гуминовых кислот, различных по молекулярным массам: Автореф. . канд. биолог, наук. М., 2002. -26 с.

82. Садовникова JI.K. Экологические последствия загрязнения почв тяжелыми металлами // Биологические науки. 1989. - № 9. - С. 47-52.

83. Садовникова JI.K., Сухова И.В. Методы рекультивации нефтезагрязненных почв // Мелиорация антропогенных ландшафтов. -Новочеркасск: Изд-во НГМА, 2004. Том 22. - С. 37-60.

84. Сакаева Э.Х. Совершенствование технологии биоремедиации нефтезагрязненных почв: Автореф. канд. техн. наук. Пермь, 2009. - 18 с.

85. Самарь О.Б., Бирюков В.В., Гонопольский A.M. Комплексная биохимическая реабилитация загрязненных почв // Химическое и нефтегазовое машиностроение.-2010.-№ 11.-С. 10-12.

86. СистерВ.Г., ДильманВ.В., Полянин А.Д., ВязьминА.В. Комбинированные методы химической технологии и экологии. Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 1999. - 336 с.

87. Систер В.Г., Мартынов Ю.В. Принципы повышения эффективности тепломассообменных процессов. Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 1998. -508 с.

88. Спринчак Д.В. Детоксикация тяжелых металлов (свинца и кадмия) в системе «почва-растение-животное»: Автореф. . канд. биолог, наук. Омск, 2004. -22 с.

89. Стренк Ф. Перемешивание и аппараты с мешалками. Польша, 1971. Пер. с польского под ред. Щупляка И.А. Д.: Изд-во «Химия», 1975. - 384 е.: ил.

90. Сухова И.В., Садовникова Л.К., Трофимов С.Я. Особенности влияния нефти на свойства почв // Мелиорация антропогенных ландшафтов. Новочеркасск: Изд-во НГМА, 2004. - Том 22. - С. 3-36.

91. Тарасевич Ю.Ю. Численные методы на Mathcad'e. Астрахань: Астраханский гос. пед. ун-т, 2000. - 70 с.

92. Терещенко Н.Н. Эколого-биологические факторы и механизмы ремедиации антропогенно-нарушенных почв: Автореф. . д-ра биолог, наук. -Томск, 2007. 42 с.

93. Технологический регламент переработки грунтов, загрязненных тяжелыми металлами, с применением гумино-минерального концентрата. МГУП «Промотходы». Москва, 2007.

94. Технологический регламент переработки нефтезагрязненных грунтов с применением технологии Олеоворин. ООО ПКФ «БИГОР». Москва, 2007.

95. Тихонов А.Н., Самарский A.A. Уравнения математической физики. -М.: Наука, 1966.-724 с.

96. Трофимов С.Я., Розанова М.С. Изменение свойств почв под влиянием нефтяного загрязнения // Деградация и охрана почв. М.: Изд-во МГУ, 2002. -С. 359-373.

97. ТурчакЛ.И., Плотников П.В. Основы численных методов: Учебное пособие. 2-е изд., перераб. и доп. - М.: ФИЗМАТЛИТ, 2003. - 304 с.

98. Уплотнения и уплотнительная техника: Справочник / Л.А. Кондаков, А.И. Голубев, В.Б. Овандер и др. М.: Машиностроение, 1986. - 464 е.: ил.

99. Фомченко Н.В., Щеблыкин И.Н., Бирюков В.В. Очистка сточных вод и утилизация нефтешламов с применением биопрепаратов // Водоснабжение и санитарная техника. 2002. - № 8. - С. 32-33.

100. ФортескьюД. Геохимия окружающей среды. М.: Прогресс, 1985.360 с.

101. Хавкин Ю.И. Центробежные форсунки. Л.: Машиностроение Ленингр. отделение, 1976. - 168 с.

102. Цинк и кадмий в окружающей среде / Алексеенко В.А., Алещукин Л.В., Беспалько Л.Е. и др. М.: Наука, 1992. - 199 с.

103. ЧарныйИ.А. Подземная гидрогазодинамика. М.: Изд-во нефтяной и горно-топливной литературы «Гостоптехиздат», 1963. - 396 с.г

104. Шанайца П.С., Москалев Н.В., Бирюков В.В., ПаныпинИ.А., Сидраков A.A., Щеблыкин И.С. Обезвреживание нефтесодержащих и фенольных загрязнений // Железнодорожный транспорт. 2006. - № 2. - С. 60-65.

105. Шведова Л.В., Чеснокова Т.А., Невский A.B. Миграция тяжелых металлов в системе «почва-растение» // Инженерная экология. 2004. - № 6. - С. 4653.

106. ШиркинЛ.А. Миграция и трансформация тяжелых металлов из гальваношламов в почвах: Автореф. . канд. техн. наук. Владимир, 2000. - 24 с.

107. Щеблыкин И.Н., Бирюков В.В. Биоремедиация загрязненных грунтов: технологии и установки // Наука и промышленность России. 2002. - № 10 (66). -С. 57-59.

108. Aaronson S. Experimental microbial ecology. New York: Academic Press, Inc., 1970.-236 p.

109. Amadi A., Dickson A., Maate G. Remediation of oil polluted soils. Effect of organic and inorganic nutrient supplements on the performance of Maize // Water, air and soil pollution. 1993. - Vol. 66, № 1-2. - P. 59-76.

110. Atlas R.M. Microbial hydrocarbon degradation bioremediation of oil-spills // Journal of chemical technology and biotechnology. 1991. - Vol. 52, № 2. - P. 149-156.

111. Atlas R.M., BarthaR. Hydrocarbon biodégradation and oil spill bioremediation / Ed. by K.C. Marshall // Adv. Microb. Ecol. 1992. - Vol. 12. - P. 287338.

112. BabichH., Stotzky G. Environmental factors that influence the toxicity of heavy metals and gaseous pollutants to microorganisms // CRC Critical Rev. Microbiol. -1980. Vol. 8, № 2. - P. 99-145.

113. BastaN.T., PantoneDJ., Tabatabai M.A. Path analysis of heavy metal adsorption by soil // Amer. Soc. Agron. Annu. Meet. Minneapolis. - 1992. - P. 233.

114. Bewley R.J.F., Stotzky G. Effects of cadmium and zinc on microbial activity in soil, influence of clay minerals. Part 2: Metals added simultaneously // Sci. Total Environ. 1983. - Vol. 31. - P. 157-165.

115. Daniel G., Sparks S, Sparks D. Effects of Soil Organic Matter on the Kinetics and Mechanisms of Pb(II) Sorption and Desorption in Soil. // Soil Sci. Soc. Am. J. 2000. -№64.-P. 144-156.

116. Duxbury T. Ecological aspects of heavy metal responses in microorganisms // Adv. Microb. Ecol. N.Y. 1985. - Vol. 8. - P. 185-235.

117. GaddG.M., Griffiths A.J. Microorganisms and heavy metal toxicity. Microbial // Ecology. 1978. - Vol. 4, № 4. - P. 303-307.

118. GaddG.M., WhiteC. Microbial treatment of metal pollution a working biotechnology // Trends in Biotech. - 1993. - Vol. 11. - P. 353-359.

119. Jorgensen S. Mobility of metal in soil // Soil Res. Den. Kobenhavn Esbjerg. -1991.-P. 104-114.

120. Kabata-Pendias A. Behavioural properties of trace metals in soils // Applied Geochemistry. 1993. - № 2. - P. 3-9.

121. KordaA., Santas P., TeneteA., Santas R. Petroleum hydrocarbon bioremediation: sampling and analytical techniques, in situ treatments and commercial microorganisms currently used // Appl. Microbiol. Biotechnol. 1997. - Vol. 48. - P. 677686.

122. Loser C., SeidelH., Hoffmann P., ZehnsdorfA. Bioavailability of hydrocarbons during microbial remediation of a sandy soil // Appl. Microbiol. Biotechnol. -1999.-Vol. 51.-P. 105-111.

123. Maitzl., EsanolaM.V., MillanE. Evaluation of heavy metal availability in contaminated soils // The science of the total environ. 1997. - Vol. 206. - P. 107-115.

124. MargesinR., SchinnerF. Biodégradation and bioremediation of hydrocarbons in extreme environments // Applied microbiology and biotechnology.2001. Vol. 56, № 5-6. - P. 650-663.

125. Nebel B.J., Wright R.T. Environmental Science. New Jersey: Prentice Hall, 2007. - Tenth edition. - 681 p.

126. Nwachukwu S.U. Bioremediation of sterile agricultural soils polluted with crude petroleum by application of the soil bacterium, Pseudomonas putida, with inorganic nutrient supplementations // Current microbiology. 2001. - Vol. 42, № 4. - P. 231-236.

127. Polyanin A.D., Dil'man V.V. Methods of modeling equations and analogies in chemical engineering. London, Tokyo: CRC Press, Begell House, 1994. - 356 p.

128. Raymond R.L., Hudson J.O., Jamison V.W. Oil degradation in soil // Applied and environmental microbiology. 1976. - Vol. 31, № 4. - P. 532-535.

129. Reilly C. Metal Contamination of Food. Oxford: Blackwell Science, 2002. -290 p.

130. Saeki K., Kunito T., Oyaizu H., Matsumoto S. Relationships between Bacterial Tolerance Levels and Forms of Copper and Zinc in Soils // J. Environ. Qual.2002. -№31. -P. 1570-1575.

131. SorkhohN.A., AlhasanR.H., KhanaferM., Radwan S.S. Establishment of oil-degrading bacteria associated with cyanobacteria in oil-polluted soil // Journal of applied bacteriology. 1995. - Vol. 78, № 2. - P. 194-199.

132. Strivastava A.K. Phytoremediation for heavy metals a land plant based sustainable strategy for environmental decontamination // Proc. Nat. Acad. Sei., India. -1998.-№3.-P. 199-215.