Нормирование загрязнения почв
Основные промышленные адсорбенты для газоочистки и требования к ним.
Адсорбенты отличаются высокой пористостью, имеют большую удельную поверхность. Промышленные адсорбенты изготавливают из твердых пористых материалов и используют в дробленном, гранулированном или порошкообразном виде. Адсорбент должен иметь высокую сорбционную емкость (т.е. возможность поглощать большое количество адсорбтива при его малой концентрации в газовой среде), высокую селективность (избирательность) в отношении адсорбируемого компонента. Он должен обладать достаточной механической прочностью. Плотность адсорбента должна быть небольшой, а форма частиц обтекаемой. Адсорбент для процесса физической сорбции должен быть химически инертным по отношению к компонентам очищаемой газовой среды, а для хемосорбции - вступать с молекулами загрязнителей в химическую реакцию. Должен иметь способность к регенерации, иметь невысокую стоимость и изготавливаться из доступных материалов.
Единственным адсорбентом, удовлетворительно работающим во влажных средах, является активированный уголь. Он удовлетворяет и большинству других требований, в связи с чем широко применяется. Основные недостатки активированного угля – невысокая механическая прочность и горючесть. Активированный уголь-пористый углеродный адсорбент. Применяют несколько марок активированного угля, различающихся размером микропор. Активированный уголь соответствующей марки используют для адсорбции различных компонентов (газов, летучих растворителей и др.), обладающих различными свойствами. Размер гранул активированного угля 1,0…6,0 мм.
Силикагель(гель кремниевой кислоты) –синтетический минеральный адсорбент. Силикагели представляют собой гидратированные аморфные кремнеземы (AliO3⋅nH2O). Силикагель применяется главным образом для поглощения влаги. Он способен удерживать до 50 % влаги к массе адсорбента. Его преимущество по сравнению с активированным углем — негорючесть, низкая температура регенерации (100…200°С), низкая себестоимость при массовом производстве, относительно высокая механическая прочность. Промышленность выпускает ряд марок силикагеля, отличающихся формой и размерами зерен (0,2…7,0 мм - кусковые и гранулированные). Силикагель обладает высокой адсорбционной емкостью. Его используют часто для осушения газа и поглощения паров, например, метилового спирта из газового потока.
Алюмогель– активная окись алюминия. Алюмогель (Al2O3⋅nH2O) получают прокаливанием гидроксидов алюминия. Алюмогель – гидрофильный адсорбент с развитой пористой структурой. Используется, как и силикагель, для осушки газов и поглощения из них ряда полярных органических веществ, для улавливания фтора и фтористого водорода. Удельная поверхность ниже, чем у силикагелей. Благодаря своим положительным свойствам (доступность, стойкость к воздействию жидкостей и др.) широко применяется. Выпускается в виде гранул цилиндрической формы диаметром 2,5…5 мм, высотой 3…7 мм, и шаровой формы - радиус 3…4 мм.
Цеолиты– алюмосиликаты, содержащие оксиды щелочных и щелочноземельных металлов. Характеризуются регулярной структурой пор, размеры которых соизмеримы с размерами молекул. Этот адсорбент еще называют «молекулярные сита» за их способность разделять вещества на молекулярном уровне благодаря структуре и размерам своих пор. Для газоочистки используют цеолиты общего назначения марок СаА, NaA, СаХ, NaX, где Na, Ca характеризуют его обменный катион, А, Х – тип кристаллической решетки, причем Х имеют входные окна большего размера, чем А. Цеолиты обладают также высокой селективностью. Выпускаются в виде гранул цилиндрической и шаровой формы. Размер гранул шарообразных d = 2-5 мм, цилиндрических 4 мм.
Иониты– высокомолекулярные соединения природного и искусственного происхождения, у которых имеются обменные ионы. Не нашли пока широкого применения для очистки отходящих газов.
Нормирование химического загрязнения почв.
Нормирование загрязнения почв
В целях защиты литосферы от загрязнения промышленными и бытовыми отходами осуществляются законодательные, организационные, санитарно-технические мероприятия. Система этих мероприятий, направленная на предупреждение загрязнения почвы производственными и бытовыми сочными водами и твердыми отходами называются санитарной охраной почв. Предупреждение загрязнения почвы заключается в том, чтобы не допустить накопления вредных веществ в почвах в концентрациях, превышающие предельно допустимые.
ПДКп вредного вещества в почве – такая максимальная концентрация химического вещества в мг в пахотном слое почвы в кг, которая не должна вызывать прямого или косвенного отрицательного влияния на соприкасающиеся с почвой среды и на здоровье людей, а также не самоочищающую способность почвы. Принципы установления предельно допустимых концентраций вредных веществ в почве, т.е. принципы нормирования этих концентраций значительно отличаются от принятых допустимых концентраций для тех же веществ в воде и воздухе. Это объясняется тем, что поступление вредных веществ в организм человека непосредственно из почвы происходит в исключительных случаях и в незначительных количествах. В основном оно идет через контактирующие с почвой среды, а именно воздух, воду, растения.
В соответствии с этим, существуют 4 разновидности ПДКп для почв в зависимости от пути миграции химических веществ в сопредельные среды:
ТВ – транслокационный показатель, который характеризует перевод химического вещества из почвы через корневую систему в зеленую массу и плоды растений.
МА – миграционный воздушный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в атмосферу.
МВ – миграционный водный показатель, характеризующий переход химического вещества из почвы в подземные, грунтовые воды и водоисточники.
ОС – общесанитарный показатель, характеризующий влияние химического вещества на самоочищающую способность почвы и биоценоз.
ПДК устанавливают экспериментально в зависимости от допустимой остаточной концентрации (ДОК) в пищевых, кормовых растениях и в продуктах питания. ДОК – максимальное количество вещества в продуктах питания, которое, поступая в организм в течение всей жизни, не вызывает никаких нарушений в здоровье людей.
Для установления ПДКп экспериментально определяют:
1. допустимую концентрацию вещества в почве, при которой его содержание в пищевых и кормовых растениях не превысит нормативов ПДК для продуктов питания;
2. допустимую (для летучих веществ) концентрацию, при которой поступление вещества в воздух не превысит установленное ПДК для атмосферного воздуха;
3. допустимую концентрацию при которой поступление вещества в поверхностные грунтовые воды не превысит ПДК для водных объектов;
4. допустимую концентрацию, не влияющую на микроорганизмы и процессы самоочищения почвы.
Наиболее жесткие из названных показателей принимаются в качестве ПДКп.
Для новых химических соединений, для которых отсутствуют ПДК проводят расчет временно допустимых концентраций
по формуле: ВДКп = 1,23+0,48lgПДКпр
где ВДКп – временно допустимая концентрация химических соединений, для которых отсутствуют ПДК.
ПДКпр – предельно допустимая концентрация вещества для продуктов (овощные и плодовые культуры).
Для определения содержания вредных веществ в почве проводят отбор проб почвы на участке площадью 25м2 и по диагонали в 3х-5и точках отбирается пробы с глубины 0,25м, масса пробы от 0,2 до 1 кг почвы, а при выявлении влияния загрязнителей на грунтовые воды с глубины от 0,75 до 2 м.