Удосконалення методів захисту довкілля від продуктів спалювання твердих побутових відходів з використанням розкривних гірських порід

Аннотация

Борисовская Е.А. „Усовершенствование методов защиты окружающей среды от продуктов сжигания твердых бытовых отходов с использованием вскрышных горных пород”. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук по специальности 21.06.01 - „Экологическая безопасность”. - Национальный горный университет, Днепропетровск, 2009.

В диссертации решена актуальная научная задача, направленная на установление взаимосвязи между содержанием мобильных форм тяжелых металлов в продуктах сжигания твердых бытовых отходов (ТБО) и уровнем их экологической опасности, а также разработку на этой основе методов адекватной оценки воздействия отходов на состояние окружающей среды и экологически эффективных способов их обезвреживания.

Проанализирована ситуация в сфере обращения с промышленными и бытовыми отходами. Выполнен сравнительный анализ методов утилизации и обезвреживания этих отходов. Показано, что одним из возможных подходов к решению данной проблемы является использование глинистых сорбентов из состава вскрышных пород открытой разработки полезных ископаемых, однако эффективность поглощения этими породами подвижных и водорастворимых форм тяжелых металлов (ТМ) изучена не достаточно.

Рассмотрены известные методы оценки класса опасности промышленных отходов. Проведен анализ химического состава продуктов сжигания ТБО. На основании результатов анализа выполнена санитарно-гигиеническая оценка опасности отходов в соответствии с санитарными нормами и определен класс их опасности для здоровья человека. Установлено, что расчетный метод определения класса опасности отходов не дает адекватной оценки их потенциальной опасности для окружающей среды, поскольку не учитывает опасность всех компонентов, входящих в состав отходов.

Определена концентрация мобильных форм ТМ в продуктах сжигания ТБО. Установлено, что расчетный метод определения класса опасности не учитывает форму, в которой находятся ингредиенты отходов. Показано, что применение данного метода обуславливает расхождения в результатах расчетов для одних и тех же отходов, что приводит к нарушению гигиенических требований к обращению с опасными отходами.

Путем использования нескольких расчетных методик установлено, что отходы отечественных мусоросжигательных заводов относятся к ІІІ классу опасности для здоровья населения - умеренно опасные отходы, и ко ІІ классу опасности для окружающей среды и здоровья человека - высоко опасные отходы. Выявлены противоречия в оценке между различными расчетными методами, из которого следует необходимость подтверждения результатов расчетов экспериментальными исследованиями свойств отходов.

Показано, что для получения адекватной оценки потенциальной экологической опасности отходов необходимо экспериментальное тестирование их свойств на нескольких уровнях биоиндикации. Установлена возможность оценки фитотоксичности, а также цитотоксичности и мутагенности промышленных отходов соответственно с помощью ростового теста (организменный уровень биоиндикации) и Allium-теста (клеточный уровень). Разработаны методические основы оценки класса опасности продуктов сжигания ТБО путем дополнения расчетного метода результатами биоиндикационных исследований на клеточном и организменном уровне, что позволяет подтвердить либо откорректировать класс опасности, определенный расчетным путем и предупредить нарушение гигиенических требований к обращению с опасными отходами.

С учетом специфики продуктов сжигания ТБО обоснованы рациональные интервалы параметров биотестов для определения фито-, цитотоксичности и мутагенности промышленных отходов, такие как время приготовления вытяжки из отходов, вид тест-культуры и продолжительность эксперимента.

На основании сопоставления результатов теоретических и экспериментальных исследований установлен класс опасности продуктов сжигания ТБО, который отражает их потенциальную экологическую опасность: шлак - ІІІ класс опасности (умеренно опасные отходы), зола-унос - ІІ класс (высоко опасные отходы). В соответствии с откорректированным классом опасности разработаны рекомендации по безопасному обращению с продуктами сжигания ТБО.

Разработан способ защиты окружающей среды от негативного воздействия продуктов сжигания ТБО с использованием отходов горного производства. Определен состав зеленой глины из состава вскрышных пород открытой разработки Никопольского месторождения марганцевых руд (химический, спектральный, гранулометрический и минеральный). и изучены ее свойства. Установлено, что данная глина обладает поглотительной способностью по отношению к ТМ. Предельная емкость поглощения ТМ данной глиной колеблется в пределах от 8 до 108 мг/г в зависимости от вида металла. Также установлена способность глиной поглощать ТМ из поликомпонентной смеси, при этом зависимость количества поглощенного из смеси металла от количества глины носит экспонентный характер.

Обработка продуктов сжигания ТБО зеленой каолинито-гидрослюдистой глиной Никопольского марганцеворудного месторождения в концентрации 305% обеспечивает снижение содержания подвижных и водорастворимых форм ТМ в шлаке в среднем на 50%, в золе уноса - на 35%. Частичный переход ТМ в нерастворимую и неподвижную форму обуславливает снижение класса экологической опасности исследуемых отходов и предотвращает миграцию опасных компонентов отходов в окружающую среду.

Annotation

Borisovskaya E.A. „The improvement of environmental protection measures from the products of municipal solid waste incineration by use of mining removal solids”. - The manuscript.

Dissertation for a candidate's degree by specialty 21.06.01 - „Ecological safety”. - National mining university, Dnipropetrovsk, 2009.

The actual scientific and practical task directed to the determination of correlation between content of water-soluble and mobile forms of heavy metals in the products of municipal solid waste (MSW) incineration and their ecological danger level is solved in dissertation and methods of adequate estimate of waste influence on environment as well as ecologically effective methods of waste neutralization are developed on this base.

The methodic foundations of adequate estimate of danger class of MSW incineration products for the environment are developed. The expedience of use of kaolin and hydromica green clay from the capping mining rocks of Nikopol manganese deposit as a sorbate for environmental protection needs is validated. The method of environmental protection from the products of MSW incineration is developed. It provides transit of toxic elements into the insoluble and immobile forms and prevents from migration of danger components to the environment.

Key words: municipal solid waste, ecological danger, danger class, capping mining rocks, bioindication, neutralization method.

Размещено на Allbest.ru