Экологический контроль за состоянием сточных вод и воздуха рабочей зоны

Дифенилкарбазид, чда, 0,5%                                                   ГОСТ 5859-78

 

 

3.3. Отбор пробы  воздуха

 

   Воздух с объёмным  расходом 5-15 л/мин аспирируют через  фильтр АФА. Пробы не следует  хранить из-за возможных потерь шестивалентного хрома. Для определения хрома (VI)  на уровне ½ ПДК следует отобрать 200 л воздуха.

          Отбор проб воздуха для определения  уровня загрязнения воздушной  среды при сварочных работах,  резке и напылении металлов  следует проводить в зоне дыхания работающих под наголовным или ручным щитом.

             Определение растворимого оксида  хрома (VI) производят в водном фильтрате. Для этого фильтр с отобранной пробой помещают на чистый обеззоленный фильтр «синяя лента», вложенный в воронку, смачивают этиловым спиртом (0,2-0,3 мл) и обрабатывают 10 мл (40-50º) воды.

 

3.4. Описания  определения

 

Приготовление дифенилкарбазида – 0,5%

0,1 дифенилкарбазида растворяют  в 2,0 мл ледяной уксусной кислоты  и прибавляют 20 мл этилового спирта.

   Стандартный раствор  оксида хрома (VI) № 1 с концентрацией 1 мг/мл готовят растворением в воде 0,1471 г двухромовокислого калия в мерной колбе вместимостью 1 л. Раствор устойчив в течение 2-х месяцев.

Стандартный раствор  оксида хрома (VI) № 2 с концентрацией 10 мкг/мл готовят путем разбавления 2 мл раствора № 1 водой в мерной колбе вместимостью 200 мл. Применяют свежеприготовленный раствор.

Подготовка  к измерению.

Во пробирки шкалы  добавляют по 1 мл 0,5% раствора дифенилкарбазида, взбалтывают и выдерживают 15 минут. Затем измеряют оптическую плотность при длине волны 540 нм в кюветах с толщиной поглощающего слоя 2 см по отношению к контрольному раствору.

   Строят градуировочный  график зависимости оптической  плотности градуировочных растворов  от содержания оксида хрома (VI) (мкг), проверку которого проводят 1 раз в квартал в случае использования новой партии реактивов.

  Градуировочные растворы (устойчивы в течение 2-х часов)  готовят согласно таблице №1.

   

 

 

 

                                                                                                          Таблица № 1.

№ стандарта	Стандартный раствор №2 мл.	Дистиллированная вода, мл.	Содержания оксида хрома (VI) в градуировочном растворе, мкг.
1	0	10	0
2	0,05	9,95	0,5
3	0,1	9,90	1,0
4	0,2	9,80	2,0
5	0,4	9,60	4,0
6	0,6	9,40	6,0
7	0,8	9,20	8,0
8	1,0	9,00	10,0

 

Проведение  измерения.

9 мл водного фильтра  вносят в колометрические пробки  и доводят объем пробы дистиллированной  водой до 10 мл. Далее измерение  идет аналогично приготовлению градуировочных растворов. Оптическую плотность измеряют по сравнению с контролем, который готовят одновременно и аналогично пробам.

Содержание оксида хрома  (VI) в анализируемом объем раствора пробы (мкг) определяют по градуировочному графику.

 

 

3.5. Обработка результатов.

 

С=a•в/б•V20 мг/м³

где, а – количество  вещества, найденное в анализируемом  объеме

раствора пробы по градуировочному графику, мкг;

б – объем раствора пробы, взятой на анализ, мл;

в – общий объем  раствора пробы, мл;

V20 – объем отобранного на анализ воздуха.

 

 

4. Мероприятия  по снижению негативного влияния  вредных факторов на окружающую  среду.

 

Для снижения вредного воздействия  на объекты окружающей среды и  человека могут применяться следующие  методы.

 

Методы очистки  воды.

 

   Очистка воды предназначена для доведения всех параметров, характеризующих её качеств, до нормативных показателей. Существенно отличается очистка воды для питьевых нужд, в технологических целях (как из поверхностных водоёмов, так и подземных вод) и очистка сточных вод. Причем даже для промышленных стоков, сбрасываемых в водоёмы или сливаемых в систему канализации, нормативы и требования к очистке различные. И они постоянно ужесточаются. Считается, что суммарные затраты на очистку сточных вод современны предприятий в среднем составляют от 15 до 40% их общей стоимости.

   Методы очистки  воды при всем их многообразии  можно подразделить на три  группы: механические, физико-химические  и биологические.

   Механическая  очистка применяется прежде всего  для отделения твердых и взвешенных веществ. Наиболее типичными в этой группе являются способы процеживания, инерционного разделения, фильтрования и нефтеулавливания

(как разновидность  отстаивания), - все они используются  для обработки сточных вод.  Для водоподготовки из этой  группы наиболее широко применяются отстаивание и фильтрование.

  Процеживание –  первичная стадия очистки сточных  вод – вода пропускается через  специальные металлические решетки  с шагом 5-25 мм, установленные наклонно. Периодически они очищаются от  осадка с помощью специальных поворотных приспособлений.

  Отстаивание происходит  в специальных ёмкостях, которые  по направлению движения воды  делят на горизонтальные, вертикальные, радиальные и комбинированные.  Общими для них является выход  очищенной воды в верхней части  отстойника и гравитационный принцип осаждения частиц, которые собираются внизу. Разновидностью отстойника является песколовки, применяющиеся для выделения частиц песка в стоках литейных цехов, окалины – в стоках кузнечно-прессовых и прокатных цехов и т.д. Как правило, время нахождения воды в песколовках намного меньше, чем в отстойниках, где оно доходит до 1,5 часов (для сточных вод).

   Инерционное разделение  осуществляется в гидроциклах,  принцип действия которых аналогичен  циклам для очистки газов. Различают открытые и напорные гидроциклоны, причем первые имеют большую производительность и малые потери напора, но проигрывают в эффективности очистки (особенно от мелких частиц).

   Фильтрование  осуществляется чаще всего через  пористые связанные и несвязанные материалы. Как правило, фильтры очищают воду от тонкодисперсных примесей даже при небольших концентрациях. Фильтроматериалы достаточно разнообразны: кварцевый песок, гравий, антрацит, частички металлов и др. Песчаные фильтры – основные очистители при водоподготовке. Эффективный фильтр из связанных специальными слюдами песчано – гравийных фракций разработан группой сотрудников РГУПС (Л.Ф. Быкадоров, В.И. Корневский, Т.А. Шатихина).

   Нефтеловушки  в самом исполнении представляют  собой отстойники, в которых выход очищенной воды происходит снизу, а нефтяная пленка собирается сверху.

Физико-химическая очистка  обеспечивает отделение как твердых  и взвешенных частиц, так и растворенных примесей. Она включает множество  разных способов, важнейшими из которых  являются экстракция, флотация, нейтрализация, окисление, сорбция, коагуляция, ионообменная и электрохимическая очистка, гиперфильтрация, эвапорация.

    Экстракция  – процесс разделения примесей  в смеси двух нерастворимых  жидкостей (экстрагента и сточной  воды). Например, в специальных колонках (пустотельных или заполненных насадками) стоки смешиваются с эстрагентом, отбирающим вредные вещества: так бензолом удаляется фенол.

   Флотация –  процесс всплывания примесей (чаще  всего маслопродуктов) при обволакивании  их пузырьками воздуха, подаваемого в сточную воду. В некоторых случаях между пузырьками и примесями происходит реакция. Разновидность метода – электрофлотация, при которой вода дополнительно обеззараживается за счёт окислительно – восстановительных процессов у электродов. 

   Нейтрализация  – обработка воды щелочами  или кислотами, известью, содой,  аммиаком и т.п. с целью обеспечения  заданной величины водородного  показателя рН. Самый простой  способ нейтрализации сточных  вод – смешение кислых и  щелочных стоков, если они имеются на предприятии.

   Окисление –  применение как при водоподготовке, так и при обработке сточных  вод для обеззараживания воды  и уничтожения токсичных биологических  примесей. Наиболее распространенный  способ – хлорирование – чреват, как указывалось ранее, появлением диоксинов (особенно при вынужденном повышении дозы хлора летом или период паводка, так называемом гиперхлорировании). Необходимо постепенно переходить на другие способы, например, на комбинацию – озонирование и хлорирование. Озонирование – дорого и имеет более кратковременное действие, но оно перспективнее. В настоящее время отрабатываются комбинации реагентов с ультрафиолетовой обработкой воды. Во всяком случае вода, применяемая для питья и содержащая характерный запах хлора, перед употреблением должна отстаиваться и кипятится, как минимум.

   Сорбция, как  и при обработке газовых выбросов, способна обеспечивать эффективную  очистку воды от солей тяжелых  металлов, непредельных углеводородов,  частичек красящих веществ и  т.п. Лучшим сорбентом здесь является активированный уголь, это относится и к различным минералам (шунгиту, цеолиту и др.), специально обработанным опилкам, саже, частичкам титана и др.

    Коагуляция  – обработка воды специальными  реагентами с целью удаления  нежелательных растворенных примесей. Широко распространена при водоподготовке. Обработка ведется соединениями алюминия или железа, при этом образуются твердые нерастворимые примеси, отделяемые обычными способами. Для сточных вод широко применяется электрокоагуляция, при которой вблизи электродов образуются ионы, реагирующие с примесями. Так отделяют тяжелые металлы, цианы и др.

    Ионообменная  очистка применяется для обессоливания  и глубокой очистки сточных  вод от ионов металлов и  других примесей.

   Электрохимическая очистка осуществляется электролизом и происходит двумя путями: 1) окисление загрязнений за счет переноса электронов непосредственно на поверхности анода или через вещество переносчик; 2) в результате взаимодействия с сильными окислителями, образовавшимися в процессе электролиза.

    Гиперфильтрация  (обратный осмос) реализуется  разделением компонентов раствора  путем фильтрования их через  мембраны, поры которых пропускают  молекулы воды и задерживают  ионы солей и молекулы недиссоциированных  молекул.

   Биологическая очистка возможна в естественных условиях и в искусственных сооружениях. В естественных условиях очистки производится на полях фильтрации или орошения (через почву) или в биологических прудах-отстойниках, в которых концентрация загрязнителей снижается до требуемых норм за счет процессов самоочищения, осуществляемых микроорганизмами, водорослями, беспозвоночными.

   Большой интерес  представляют высшие водные растения (ВВР) для очистки воды (тростник, камыш, уруть, ряска и другие.) Способность ВВР к накоплению, утилизации, трансформации многих загрязняющих веществ делает их незаменимыми в общем процессе самоочищения водоемов. В последнее время на территории РФ получило широкое применение тропическое цветковое растение – Eichornia crassipes -  эйхорния, или водный гиацинт. Эйхорния может применяться там, где в течение не менее двух месяцев температура стоков находится не ниже 16ºС. Эйхорния способна поглощать всё лишнее, что загрязняет воду: нефтепродукты, фенолы, сульфаты, фосфаты, хлориды, нитраты, СПАВы, щелочи, тяжелые металлы. Улучшает БПК и ХПК. Уничтожает патогенные микроорганизмы гнилостного ряда, нормализует общее микробное число и Коли-индекс. Эйхорнию можно использовать для доочистки сточной воды на городских очистных сооружениях, а также на сельскохозяйственных и промышленных стоках. Есть опыт применения этого растения для очистки реки Темерник (г. Ростов-на-Дону).

   В качестве  искусственных сооружений могут  применяться аэротенки, окситенки,  метатенки и биофильтры. В тенках (аэро- с подачей воздуха; окси- с подачей кислорода; мета - без доступа воздуха) сточные воды обрабатываются микроорганизмами. Но для их нормального функционирования необходимы определенные условия по температуре, рН и отсутствию многих солей. Поэтому разновидности этих сооружений чаще всего применяются на тех очистных сооружениях канализации, куда не поступаются промстоки. На промышленных очистных сооружениях чаще применяются биофильтры, в которых активная биологическая среда образуется на специальной загрузке (шлак, керамзит, гравий и т.п.). Эта биологическая среда (пленка) менее чувствительна к колебаниям параметров среды и сточных вод. Активность биопленки увеличивается при поддуве воздуха, подаваемого обычно противотоком.

   Выбор способов  очистки и обеззараживания воды  зависит от многих параметров и требований, важнейшие из которых: необходимая степень очистки и исходная загрязненность воды, потребные расходы и время очистки, наличие очистителей и энергии и, конечно, экономические возможности. Но при всех методах очистки следует обращать внимание на вопрос утилизации осадка, образующегося  при обработке воды.