Характеристика опасности твердых промышленных отходов

Выполнение процедуры подготовления экстракта выщелачивания. В сосуд для выщелачивания, где находится взвешенная воздушно-сухая масса отхода или осадка сточных вод с абсолютно-сухой массой 100 ± 1 г, добавляется дистиллированная вода. Вода добавляется в сосуд для выщелачивания в соотношении сухая масса:жидкость - 1:10. Обычно это 1000 см3 воды на 100 г абсолютно-сухой массы. Если используется меньшее количество пробы, уменьшается количество дистиллированной воды. Нельзя использовать для выщелачивания менее чем 20 г твердого вещества и 200 см3 воды.

Смесь должна перемешиваться слабо на мешалке в течение 7-8 часов таким образом, чтобы твердое вещество находилось во взвешенном состоянии. Недопустимо измельчение частиц отходов или осадков при перемешивании. Используется большая лопасть механической мешалки или магнитная мешалка, а скорость перемешивания должна быть наименьшей, при которой материал поддерживается во взвешенном состоянии (не более 70 об/мин).

После окончания перемешивания раствор с осадком оставляют на ночь (12-18 ч) для отстаивания. Затем жидкость над осадком сифонируется.

Если после отстаивания жидкость становится прозрачной, фильтрование не требуется, если же имеется какой-либо видимый взвешенный материал, то жидкость должна быть профильтрована. Фильтрация осуществляется через фильтр «белая лента» на воронке Бюхнера. Для фильтрации применяется слабый вакуум (не более 20 мм рт.ст.) с помощью водяного или электрического насоса такой же мощности. Вакуум должен быть выключен немедленно после прохождения всей жидкости через фильтр, во избежание дегазации фильтрата. В исключительных случаях, при повышенной мутности водной вытяжки из отхода после фильтрации допускается её отстаивание в холодильнике до 5 суток. Затем жидкость над осадком сифонируется.

Полученный экстракт выщелачивания исследуют на токсичность. Процедуру биотестирования необходимо начать не позднее, чем через 6 ч после приготовления вытяжки из осадка, отхода. Если это невозможно допускается хранение экстракта в холодильнике не более 48 ч при температуре 4 оС.

Водная вытяжка из осадков сточных вод или отходов должна иметь рН=7,0 - 8,5. При необходимости пробы нейтрализуют. После нейтрализации пробы аэрируют 10-20 минут для стабилизации рН. Перед биотестированием температуру пробы доводят до 20 ± 2 оС. Если в вытяжке из осадка, отхода содержится углекислый газ, вытяжку кипятят 30 мин для его удаления, затем охлаждают и используют для разведения и биотестирования.

Для биотестирвания используют альгологичсески чистую культуру водорослей Scenedesmus quadricouda, находящуюся в экспоненциальной стадии роста (через 5 - 7 суток после пересева). Для поддержания экспоненциальной стадии роста водорослей пересев осуществляется регулярно 1 раз в 7 суток.

После пересева и тщательного перемешивания водоросли подсчитываются в камере Горяева независимо от того, какой метод измерения (прямой счет или флюоресценции) будет в дальнейшем использоваться.

При определении острой токсичности проб сточных и очищенных сточных, поверхностных пресных, грунтовых, питьевых вод, а также водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов в стеклянные плоскодонные колбы емкостью 250 см3 наливают по 100 см3 контрольной (дистиллированной) и тестируемой воды. Повторность трехкратная. Затем в каждую колбу пипеткой стерильно над пламенем горелки добавляют по 0,1 см3 каждого концентрированного раствора реактивов. Содержимое колб перемешивают. После чего во все колбы добавляют равные объемы суспензии водорослей, с учетом того, чтобы численность клеток в них составила 25-35 тыс. кл/см3 во все колбы следует добавить по 1 см3 водорослевой суспензии. Допускается использование колб емкостью 100 см3, при этом объем контрольной и тестируемой пробы составит 50 см3, а объем каждого концентрированного раствора реактивов - по 0,05 см3, объем водорослевой суспензии 0,5 см3, численность клеток в каждой колбе остается 25-35 тыс. клеток в см3. Содержимое колб вновь перемешивают. Сразу после перемешивания производиться подсчет клеток водорослей в камере Горяева во всех контрольных и испытуемых пробах. В каждой колбе дважды подсчитывают численность клеток. Содержимое колб вновь перемешивают, закрывают стерильными ватно-марлевыми пробками или стерильными колпачками из алюминиевой фольги и устанавливают в люминостат. Температура в люминостате должна поддерживаться от +22 до +25 оС, освещенность 3000-4000 лк. Клетки водорослей следует поддерживать во взвешенном состоянии в колбах путем встряхивания 1-2 раза в сутки или перемешивания на мешалке, чтобы улучшить газообмен и сократить колебания водородного показателя за счет выделяющегося углекислого газа водорослями в исследуемых растворах.

Далее подсчитывается численность клеток в камере Горяева в контрольно-опытных колбах проводят через 96 часов от начала биотестирования. При необходимости подсчет численности клеток можно проводить через 24, 48,72, 96 часов. После 96-часовой экспозиции биотестирование заканчивают.

Результаты эксперимента признаются в том случае, если численность водорослей в контроле увеличилась в 10 и более раз за 96 часов экспозиции. Это увеличение соответствует скорости роста 0,7 сут-1. В нормальных экспериментальных условиях могут быть достигнуты скорости роста от 1,5 до 1,9 сут-1. Увеличение рН в конце эксперимента не должно составлять более 1,5.

При определении острой токсичности питьевых, сточных, поверхностных, грунтовых вод, а также водных вытяжек из почв, осадков сточных вод, отходов и их разбавлении устанавливают:

Ингибирующую концентрацию отдельных веществ (ИК50) или ингибирующую кратность разбавления (ИКР50-96) вод, водных вытяжек, вызывающую 50%-ное подавление флюоресценции хлорофилла и 50%-ное сижение численности клеток водорослей за 96-часовую экспозицию.

Безвредную кратность разбавления вод, водных вытяжек, вызывающую не более чем 20%-ное подавление флуоресценции хлорофилла и не более чем 20%-ное снижение численности клеток водорослей за 96-часовую экспозицию - БКР20-96.

Об угнетении водорослей в опыте по сравнению с контролем судят по снижению уровня флуоресценции водорослей или снижению численности клеток водорослей через 96 часов от начала биотестирования.

Рассчитывают относительное (в %) изменение уровня флуоресценции или численности клеток водорослей для каждого разведения по сравнению с контролем (I):

I= (5)

где - среднее значение тест-параметра в контроле, -среднее значение тест-параметра в опыте.

Характеристики степени токсичности испытуемой пробы приведены в таблице 2.15.

Таблица -2.15 Оценка токсичности испытуемой пробы

Стимуляция до уровня 30% по сравнению с контролем считать как нетоксчное действие испытуемой воды на тест-объект. При стимуляции более 30% вода, водная вытяжка из почв, отходов признается токсичной, если в хроническом опыте на дафниях выявляется увеличение плодовитости рачков более, чем на 30% в тестируемой воде по сравнению с контролем.

Неграфический метод определения ИКР50-96. Десятичный логарифм концентрации исследуемых сточных вод (lgC) обозначается через х, а численные значения пробитов угнетения темпа роста водорослей - у. Учитываются только те значения lgC, при которых наблюдается подавление темпа роста водорослей. В результате испытаний получено n пар чисел:

(6)

по которым определяется линейная зависимость:

(7)

Численные значения коэффициентов k и b вычисляются по формулам:

Для вычисления k и b используется расчетная таблица 2.7 и 2.8 В первом столбце таблицы помещаются отобранные значения xi (десятичный логарифм концентрации lgC), в третьем - соответствующие им значения пробитов yi четвертый и пятый столбцы рассчитываются.[22]

Результаты определения класса опасности

После проведения ряда экспериментов получены следующие данные по установлению класса опасности для предприятий города Саратова и Энгельса.

Опыт, поставленный на тест-объектах водоросли с целью установления изменения их численности для предприятия ОАО СЭМЗ «Электродеталь», дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.16. Исходя из полученных данных, рассчитаны ИКР50-96 равная 176, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается токсичной и БКР10-96, равная 1090,5 значение которой лежит в интервале от 10000 до 1001, что соответствует 2 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Опыт, поставленный на тест-объектах водоросли для предприятия ОАО Завод «Газпроммаш», дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.17. Исходя из полученных данных, рассчитаны ИКР50-96, равная 203, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается токсичной и БКР10-96, равная 751 значение которой лежит в интервале от 1000 до 101, что соответствует 3 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Опыт, поставленный на тест-объектах водоросли для предприятия ОАО «Саратовский НПЗ», дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.18. Исходя из полученных данных рассчитаны ИКР50-96, равная 2,4, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается нетоксичной и БКР10-96, равная 30 значение которой лежит в интервале от 1 до 100, что соответствует 4 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Опыт, поставленный на тест-объектах водоросли для предприятия ЗАО «Факс-Авто», дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.19. Исходя из полученных данных рассчитаны ИКР50-96, равная 0,17, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается нетоксичной и БКР10-96, равная 0,32 значение которой лежит в интервале ?1, что соответствует 5 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Опыт, поставленный на тест-объектах водоросли для предприятия ОАО АТП-2, дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.20. Исходя из полученных данных рассчитаны ИКР50-96 равная 0,15, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается нетоксичной, и БКР10-96 равная 2,3 значение которой лежит в интервале от 1 до 100, что соответствует 4 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Опыт, поставленный на тест-объектах дафнии для предприятия ОАО СГАТП-6, дал следующие результаты, предоставленные в таблице 2.21. Исходя из полученных данных рассчитаны ИКР50-96 равная 0,9, что в соответствии с характеристиками степени токсичности испытуемой водной вытяжки признается нетоксичной и БКР10-96 равная 1,5 значение которой лежит в интервале от 1 до 100, что соответствует 4 классу опасности в соответствии с таблицей 2.8 методики.

Заключение

В соответствии с задачами исследования по определению класса опасности отходов производства методом биотестирования нами получен ряд результатов по установлению класса опасности для 4 видов отходов от различных производств.

Не все отходы, образующиеся на предприятиях различных отраслей производства занесенные в Федеральный классификационный каталог отходов, имеют установленный класс опасности отхода. Класс опасности отзода устанавливается на основании Приказа Министерства природных ресурсов РФ «Об утверждении критериев отнесения отходов к классу опасности [17 ]. Этот документ применяют к тем видам отходов, для которых класс опасности не установлен.

На первом этапе исследования нами выбраны предприятия на которых образуются отхода, класс опасности которых в Федеральном классификационном каталоге не установлен, поэтому нами была проделана работа по определению класса опасности отходов расчетным и экспериментальным методами. Полученные данные приведены в таблице 3.1

Таблица 3.1- Данные установления класса опасности исследуемых отходов

Из приведенных данных видно, что класс опасности, определенный экспериментальным путем не соответствует расчетному методу определения. Таким образом можно сделать вывод, что на степень токсичности влияют факторы, которые не учитываются при расчетном методе определения класса опасности отхода. Одним из таких факторов является компонентный состав отхода. Данные по составу рассмотренных нами отходов представлены на рисунках 1, 2, 3, 4.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рис.

Из данных диаграммы видно, что отход- гальванический шлам и отход оксидов, гидроксидов, солей обладают сходным компонентным составом.

Для катионов металлов разработана градация токсичности [19]: Hg2+>Cd2+>Zn2+>Cu2+>Pb2+>Ni2+>Co2+>Sn2+>Ba2+>Fe2+>Mn2+>Sr2+>Mg2+>Ca2+.

В соответствии с этим рядом можно сделать вывод, что наибольшим действием на гидробионтов оказывают такие металлы как цинк, медь, никель. Даже крайне малые их количества оказывают сильное токсическое действие на гидробионтов, что и обусловило такое расхождение в определении класса опасности расчетным и экспериментальным методами для этих отходов. Еще это может говорить о том, что входящие в отход компоненты могут взаимно влиять друг на друга вызывая эффект суммации. Что касается отхода содержащего нефть и нефтепродукты, то установленные классы опасности отхода совпадают. Установление класса опасности отхода шлама от автомойки методом биотестирования, проводилось для трех предприятий с целью подтверждения 5 класса опасности, но в результате проведенных экспериментов было установлено, что данный отход относится к четвертому классу опасности.

Методики биотестирования выбраны таким образом, чтобы использовать гидробионтов не только из разных трофических уровней, важных для водных экосистем, но и обладающих различной чувствительностью к разнообразным загрязнителям. Поэтому при использовании нескольких биотестов за окончательных результат степени токсичности исследуемой воды принимается тот, который получен при использовании тест-организмов, проявивших наибольшую чувствительность, в соответствии с принципом учета чувствительности наиболее слабого звена экологической системы. Данные чувствительности тест-организмов для отходов гальванического шлама, отход оксидов, гидроксидов, солей и отхода нефти и нефтепродуктов представлены на диаграмме 3.2

Диаграмма 3.2- Показатели чувствительности тест-организмов на водные вытяжки из отходов

Рис.

Из данных диаграммы видно, что наибольшей чувствительностью к отходу- гальванический шлам и отходу оксидов, гидроксидов, солей обладают дафнии, следовательно класс опасности для этих отходов определен по методике смертности и изменению плодовитости дафний.[23] Наибольшей чувствительностью к отходу нефти и нефтепродуктов обладают водоросли, поэтому класс опасности для этого отхода определен по методике изменения численности клеток водорослей.[22]

Класс опасности для отхода шлама от автомойки определялся для трех предприятия города Саратова и Энгельса. Данные чувствительности тест- организмов для данного вида отхода представлены на диаграмме 3.3

Диаграмма 3.3- Показатели чувствительности тест-организмов на водные вытяжки для отхода- шлам от автомойки.

Из данных диаграммы видно, что наибольшей чувствительностью к отходу шлама от автомойки для предприятий СГАТП-6 и АТП-2 обладают водоросли, поэтому класс опасности для данного отхода определен по методике изменения численности клеток водорослей.

Проанализировав полученные данные, нами были сделаны следующие выводы:

Классы опасности для каждого исследуемого отхода, полученные расчетным и экспериментальным методом не совпадают. Это говорит о том, что расчетный метод индивидуален, так как определение класса опасности происходит по отдельным составляющим его компонентам, а метод биотестирования является комплексным, так как выявляется взаимное действие составляющих отход компонентов.

Возможным мероприятием является обязательное подтверждение класса опасности, полученного расчетным путем, с помощью метода биотестирования. Необходимо накапливать базу данных по проведению биотестирования для данного отхода на нескольких тест-организмах. Если результаты биотестирования не совпадают с расчетными данными, то необходимо пересмотреть установленный ранее класс опасности и внести все изменения в Федеральный классификационный каталог отходов.

Для повышения достоверности токсикологического контроля необходимо создать такие условия, в которых предприятия сами будут вынуждены повышать точность измерений и осуществлять мероприятия по уменьшению негативного влияния данного отхода на окружающую среду.

1. Проведен подбор и анализ литературных данных по основным характеристикам и видам промышленных отходов различных производств, методам определения класса опасности и наиболее применяемым способам утилизации отходов.

2. Определен класс опасности отходов расчетным методом. Установлено, что шлам от зачистки гальванических ванн; отход оксидов, гидроксидов, солей; отход содержащий нефть и нефтепродукты относятся к 4 классу опасности, а отход шлам от автомойки относится к 5 классу опасности.

3. Изучен метод биотестирования по смертности дафний magna Straus и по снижению численности клеток зеленых протококковых водорослей Scenedesmus quadricauda.

4. Определены классы опасности отходов методом биотестирования. Установлено, что шлам от зачистки гальванических ванн относится ко 2 классу опасности; отход оксидов, гидроксидов, солей относится к 3 классу опасности, а отход содержащий нефть и нефтепродукты и отход шлам от автомойки относятся к 4 классу опасности.

5. Проведено сравнение и установлены различия в определенных ранее классах опасности для исследуемых отходов расчетным путем и методом биотестирования.

Список используемых источников

1.Природоохранные мероприятия. Информационный бюллетень №3. Н.Новгород: Поиск,2002 г.

2.Дрейер А. А., Сачков А. Н., Никольский К.С..Твердые примышленные и бытовые отходы, их свойства и переработка // «Экология городов»,1997 г.

3.Мирный А. Н. Критерии выбора технологии обезвреживания и переработки твердых промышленных отходов // Чистый город. 1998 г.№1

4.Федеральный классификационный каталог отходов,2002 г. Дополнения к Федеральному классификационному каталогу отходов, 2003 г.

5.Никулин Ф.Е. Утилизация и очистка промышленных отходов.- Л: Судостроение, 1980 г.

6.Пальгунов П. П., Сумароков М.В. Утилизация промышленных отходов.- М: Стройиздат, 1990 г.

7.Проблемы развития безотходных производств / Б. Н. Ласкорин, Б. В. Громов, А. П. Циганков.- М: Стройиздат, 1981 г.

8.Рыбальский Н. Г., Потапов И. И. Федеральная и целевая программа «Отходы» // Научные и технические аспекты охраны окружающей среды. 1996 г. №6.

9.Шульц Л. А. Элементы безотходной технологии в металлургии.- М: Металлургия, 1991 г.

10.Сборник удельных показателей образования отходов производства и потребления.- М: Госкомэкология,1999 г.

11.Малоотходные процессы и охрана ОС в металлургии / В. А. Кожемякин, Г.В. Зубченко- М: Металлургия 1991 г.

12.Л. Штарке. Использование промышленный и бытовых отходов пластмасс // Пер. с немец., к.х.н. В.В. Михайлова, Химия, 1987 г.

13.Шульц Л.А. Энерго-экологическая оценка металлургического производства // Изв. вузов. Черная металлургия. 1999 г. №8

14.Титов А. П. Обезвреживание промышленных отходов.- М: Стройиздат, 1980 г.

15.Комар А.Г. Об эффективности использования жидких и твердых отходов промышленности в строительстве // Строительные материалы, 1997 г.

16.Шеин В.С. Обезвреживание и утилизация выбросов и отходов при производстве полимерных материалов.- М: Химия, 1990 г.

17.Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды.- М, 2001 г. Методическое пособие по применению «Критериев отнесения опасных отходов к классам опасности для окружающей природной среды». М, 2003 г.

18.Теоретические основы биотестирования / Отв. редактор В.И. Лукьяненко. Волгоград, 1983 г.

19.Жмур Н.С. Государственный и производственный контроль токсичности вод методами биотестирования в России.- М: Международный Дом Сотрудничества, 1997 г.

20.Термические способы обработки и уничтожения отходов промышленных предприятий.- М: Стройиздат, 1990 г.

21.Бернадинер М.Н., Шурыгин А.П. Огневая переработка и обезвреживание промышленных отходов.- М: Химия, 1990 г.

22. Жмур Н.С., Орлова Т.Л. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по изменению уровня флуоресценции хлорофилла и численности клеток водорослей.-М.: АКВАРОС, 2001 г

23. Жмур Н.С.. Методика определения токсичности вод, водных вытяжек из почв, осадков сточных вод и отходов по смертности и изменению плодовитости дафний.-М.: АКВАРОС, 2001 г

24. ГОСТ Р 51592-2000 «Вода. Общие требования к отбору проб»

25. Цыганков А.П. Технический прогресс-химия-окружающая среда.-М: Химия, 1979.

26. Мухленов Н.П. Общая химическая технология.-М: Высшая школа, 1984.

27. Гринин А.С. Промышленные и бытовые отходы. Хранение,утилизация переработка. М: ФАИР-ПРЕСС, 2002.

28. Новиков Ю.В. Экология, окружающая среда и человек. М: ФАИР-ПРЕСС, 2002.

29. Валеев Р.Ш. Утилизация шламовых отходов // Экология и промышленность России. 2010 №2

30. Прядко А.Л. Основные вопросы санитарного законодательства в области обращения с отходами // Экология производства. 2010 №4.

Приложение

Таблица.Коэффициенты W для отдельных компонентов опасных отходов

Размещено на Allbest.ru