Экологически чистая методика сбора и утилизации паров ртути на коммунальных объектах тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 11.00.11, кандидат технических наук Двойникова, Анна Васильевна

• Двойникова, Анна Васильевна
• кандидат технических наук
• 2000

Оглавление диссертации кандидат технических наук Двойникова, Анна Васильевна

ВВЕДЕНИЕ

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

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

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

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

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

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

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

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

ГЛАВА 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ

АДСОРБЦИИ И ДЕСОРБЦИИ ПАРОВ РТУТИ СТРОИТЕЛЬНЫМИ МАТЕРИАЛАМИ.

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

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

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

3.4 Адсорбция и десорбция паров ртути растительным волокном.

3.5 Утилизация ртути из растительного сорбента.

Выводы по главе.

ГЛАВА 4 ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ОЦЕНКИ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПАРАМИ РТУТИ СТРОИТЕЛЬНЫХ МАТЕРИАЛОВ

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

4.2. Основные технологические этапы утилизации вторичного 93 загрязнения ртутью.

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

Выводы по главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Экологически чистая методика сбора и утилизации паров ртути на коммунальных объектах»

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

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

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

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

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

Основные задачи исследования:

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

- экспериментальная проверка методики по поглощению растительным волокном паров ртути;

- разработка инженерной методики расчета концентрации адсорбированной ртути;

- разработка способа утилизации ртути методом конденсации на твердой поверхности.

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

Научная новизна:

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

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

- впервые изучена кинетика адсорбции и десорбции ртути растительным волокном.

Практическая значимость работы:

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

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

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

Заключение диссертации по теме «Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов», Двойникова, Анна Васильевна

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ

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

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

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

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

Министерство здравоохранения Российской Федерации

Центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Тюменской области

РОССИЯ, 625000, г. Тюмень, ул. Холодильная, 57.Тел./факс. 22-50-06; т-тайп 735118 "Гамаз"; E-mail: [e-mail]

На №от

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

Двойниковой A.B.

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

Главный врач М

Заведующий сщ Метрологии и статута

Устюжанин Ю.В. сУ Колегов Е.И.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Двойникова, Анна Васильевна, 2000 год

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

79. Статистическая обработка проведена по методу наименьших квадратов.