La invención se refiere al campo de la agricultura. Un método para limpiar suelos de metales pesados implica cultivar plantas fitomeliorantes en suelos contaminados y luego eliminarlas. El cártamo se utiliza como planta fitomeliorante. Las semillas de cártamo se siembran en suelo contaminado a razón de 20-22 kg/ha, las plantas adultas llegan al final de la floración y las hojas inferiores comienzan a morir, después de lo cual el fitomeliorante se elimina completamente del suelo. Se garantiza la absorción completa de iones de metales pesados. 3 mesas
La invención se relaciona con la agricultura y se puede utilizar al tomar medidas especiales para reducir el contenido de concentraciones tóxicas de metales pesados en cenosis de suelos contaminados con el fin de restaurar o mejorar los parámetros agroquímicos necesarios para obtener productos ambientalmente seguros.
Actualmente, investigadores nacionales y extranjeros buscan plantas hiperacumulativas cuyas propiedades permitan extraer eficazmente metales pesados de suelos contaminados.
Fuentes literarias informan que la recuperación de suelos o su limpieza de la contaminación con la ayuda de plantas es un método relativamente nuevo (diez años atrás), ecológico y progresivo. Le permite eliminar o limitar la transferencia de metales pesados a lo largo de la cadena desde los humanos al suelo y las aguas subterráneas sin dañar el medio ambiente.
En trabajos análogos, los autores muestran que para la fitorremediación de suelos contaminados (limpieza con ayuda de plantas) se utilizan las siguientes plantas acumulativas: retama, rábano oleaginoso, amaranto e incluso plantas silvestres.
El análogo más cercano a la invención en términos de la totalidad de las principales características esenciales es un método para limpiar suelos de metales pesados mediante el cultivo de plantas fitomelantes en suelos contaminados con su posterior eliminación completa del suelo (ver RU 2282508, Clase A01B 79/02 , 27/00/2006).
Las desventajas del trabajo analógico incluyen el estudio de un solo contaminante: el cesio; no se indica el coeficiente de acumulación biológica del contaminante para los cultivos utilizados, no existe un concepto claro del período de recolección, ya que los cultivos pertenecen a diferentes grupos de requisitos tecnológicos y; Se utilizó la biología del desarrollo.
El objetivo de la invención es mejorar el estado ecológico de las biogeocenosis naturales y culturales reduciendo el contenido de concentraciones tóxicas de metales pesados en la capa radicular del suelo.
El resultado técnico es una absorción más completa de los iones de metales pesados (plomo, cadmio y cobre) de la solución del suelo, al mismo tiempo que se crea una cobertura óptima del área contaminada con plantas de cártamo.
Básicamente, la tarea se logra cultivando cártamo en suelos contaminados, sembrando semillas a razón de 60-80 plantas por m2 (20-22 kg/ha), seguido de llevar y eliminar completamente las plantas hasta el final de la floración y el comienzo de la muerte de las hojas inferiores.
La tasa de siembra propuesta garantiza una cobertura total del sistema de raíces de la planta por volumen de suelo contaminado. Con una tasa de siembra más baja, la cobertura no es completa y con una tasa más alta, la productividad de la masa aérea y, como consecuencia, la eliminación general de metales pesados por las plantas de cártamo disminuye drásticamente.
Ejemplo de ejecución concreta
Los experimentos se llevaron a cabo en el territorio de las instalaciones de tratamiento de Istra.
La siembra de plantas en primavera se realizó manualmente, seguida de la siembra con rastrillo.
Se tomaron muestras de suelo antes de la siembra e inmediatamente después de la cosecha del cártamo.
La recolección se realizó llevando el desarrollo de las plantas al final de la floración y al inicio de la muerte de las hojas inferiores.
Los resultados obtenidos durante el experimento en condiciones de campo demuestran de manera convincente que el cártamo puede clasificarse como una planta hiperacumuladora de metales pesados.
Es interesante observar que, por regla general, cuando se cultiva en suelos contaminados, incluso en suelos hiperacumulantes, el contenido de metales como plomo, cadmio y cobre en muestras de plantas en la parte aérea no supera 1,2; 0,5-1 y 10-12 mg/kg de peso seco, respectivamente (Cuadro 1).
Con base en los resultados presentados y los datos sobre el contenido de metales pesados (forma móvil) en el suelo, se calculó el coeficiente de acumulación biológica (absorción) (Tabla 2).
Como se sabe, si en las plantas, incluso en términos de masa aérea, el coeficiente de acumulación biológica de sustancias tóxicas es mayor que uno, entonces esta especie puede clasificarse como hiperacumulativa; en el ejemplo considerado, también se encontró un alto CBN TA; logrado en la parte de la raíz de plantas experimentales.
El análisis de la bioproductividad de las plantas durante la fase de floración no reveló ningún efecto tóxico del suelo contaminado sobre el crecimiento y desarrollo del cártamo: el peso seco promedio de los tallos fue de 557 g y las raíces, de 143 g cm 2, respectivamente. La siembra de semillas se realiza manualmente a razón de 60-80 plantas por 1 metro cuadrado. metro.
Con una siembra densa, por encima de 80 plantas/m2, se observó una disminución en la productividad de la masa aérea en promedio un 16%, las plantas se atrofiaron, el sistema radicular del cártamo tenía menos masa, aparentemente, cuando los cultivos estaban compactados, La alelopatía se manifiesta en las plantas de cártamo: inhibición mutua del crecimiento y el desarrollo.
Los resultados de las pruebas de cártamo cuando se utiliza como fitomeliorante demuestran de manera convincente la alta eficiencia de la capacidad de acumulación de las plantas para reducir el contenido de metales pesados en la capa de raíces del suelo.
El método de limpieza incluye las siguientes medidas:
Preparar el suelo para la siembra;
Siembra de fitomeliorante a razón de 60-80 plantas/m2 (20-22 kg/ha), profundidad de siembra 4-5 cm;
El desarrollo de las plantas de cártamo se lleva al final de la floración y al comienzo de la muerte de las hojas inferiores, luego se eliminan por completo del suelo contaminado.
El método propuesto puede aumentar significativamente la eficiencia del fitosanamiento y, al establecer los derechos de autor, proporciona la base para el desarrollo de especificaciones para diversos esquemas de fitorremediación de áreas contaminadas.
Fuentes de información
1. Baran S., Kzhyvy E. Fitorremediación de suelos contaminados con plomo y cadmio mediante escoba / Influencia de factores naturales y antropogénicos en los socioecosistemas, 2003. No. 2. - Pág.39-44.
3. Zhadko S.V., Daineko N.M. Acumulación de metales pesados en especies arbóreas en las calles de Gomel. // Izv. Gómel. Universidad Estatal, 2003. No. 5. - Pág.77-80.
4. Kudryashova V.I. Acumulación de HM por plantas silvestres. - Saransk - 2003 - págs. 10, 18, 50, 78.
5. Rakotosson Voahirana. Les metaux lourds et la phytorenediation: l "etat de l" art. // Eau, ind., molestias. 2003. N° 260. - Pág.45-48.
Un método para limpiar el suelo de metales pesados mediante el cultivo de plantas - fitomeliorantes en suelos contaminados con su posterior eliminación, y el cártamo se utiliza como planta - fitomeliorantes, las semillas de cártamo se siembran en suelo contaminado a razón de 20-22 kg/ha, adulto las plantas se llevan al final de la fase de floración y al comienzo de la muerte de las hojas inferiores, después de lo cual el fitomeliorante se elimina por completo del suelo.
Más común contaminación ambiental, las instalaciones de transporte ferroviario son aceite Y productos derivados del petróleo. El petróleo es una sustancia peligrosa para el medio ambiente que, cuando se libera al medio ambiente (suelo, suelo, cuerpos de agua), inhibe importantes procesos vitales, suprimiéndolos o obligándolos a proceder de manera diferente. La causa de la contaminación de la tierra son las actividades productivas de las empresas, y las formas de contaminación son derrames de petróleo durante su transporte hasta su destino. Entre las causas de la contaminación hay que añadir la emergencia. derrames de petróleo y productos derivados del petróleo de los tanques.
La elección de los métodos de limpieza del suelo está determinada por muchos factores, el más importante de los cuales es la naturaleza. contaminación de la tierra y requisitos reglamentarios para su calidad. En los países industrializados se utilizan dos enfoques para resolver el problema de la limpieza.
primera manera, llamado funcional , es limpieza del suelo hasta indicadores de contenido estándar contaminantes y garantizar cualquier uso futuro del área despejada.
Segundo – selectivo , en el que el grado de purificación está determinado por requisitos reglamentarios de acuerdo con los fines del uso posterior de la tierra.
Un método bien conocido para limpiar la contaminación por petróleo es reclamación de tierras– aflojar el suelo para aumentar la penetración de oxígeno y el desarrollo de reacciones redox, aplicar fertilizantes orgánicos y minerales y sembrar pastos para intensificar los procesos naturales de depuración bioquímica.
Una droga " Putidoil"se utilizó en condiciones árticas en la isla Kolguev y en la costa del mar de Barents, donde en un corto período de verano se limpiaron completamente las áreas contaminadas con combustible diesel. El producto limpió completamente la orilla rocosa del lago Onega, contaminada como resultado de un accidente de camión cisterna, en 15 días.
Producto biológico Devoroil"tiene una serie de ventajas sobre otros métodos conocidos tratamiento biológico tierras contaminadas con petróleo: no tóxico y no patógeno; tiene una alta actividad oxidante de hidrocarburos de diversas clases y algunos de sus derivados, incluidos hidrocarburos aromáticos y carcinógenos como el benzo(a)pireno; adaptado a ambientes con salinidad de hasta 150 g/l; resistente a fluctuaciones bruscas de temperatura y contaminación química significativa del medio ambiente; utilizado en pequeñas dosis; transportable y fácil de almacenar.
La diferencia ventajosa entre la droga ". Devoroil"A diferencia de otros fármacos, destaca su capacidad para actuar tanto en el límite de contacto con los hidrocarburos como directamente en el espesor de la capa de petróleo. Esta propiedad del fármaco proporciona un aumento en el tiempo necesario para neutralizar la contaminación, lo cual es especialmente importante al eliminar situaciones de emergencia.
La duración del trabajo de recuperación biológica suele ser de 2 a 3 meses. Grado de purificación Depende de la cantidad inicial de contaminación, el tipo de producto petrolífero, la composición mecánica del suelo y la creación de un régimen agua-aire óptimo y puede alcanzar el 95% (con valores medios del 75 al 80%).
Lista de fuentes utilizadas
1. Protección ambiental y seguridad ambiental en el transporte ferroviario: Libro de texto / Editado por Zubrev N.I., Sharpova N.A. - M.: Ministerio de Ferrocarriles de Rusia UMK, 1999. - 592 p.
2. Krizh L., Reznik D. Tecnología de limpieza del entorno geológico de la contaminación con productos derivados del petróleo. / L. Krizh, D. Reznik / /Ecología de la producción. - 2007. - N° 10. - Con. 54.
El problema es uno de los más acuciantes debido al deterioro generalizado del entorno humano y directamente de las zonas residenciales. Dependiendo de la escala y la naturaleza de la contaminación, son posibles dos direcciones principales de recuperación del suelo: eliminación de la capa superior de suelo a un vertedero o para su procesamiento en instalaciones especiales; destrucción de sustancias nocivas de diversas formas directamente in situ. Cabe señalar que los métodos conocidos para inmovilizar contaminantes en el suelo, por ejemplo, cementar áreas individuales, construir diques, etc., que a menudo se consideran métodos de limpieza de áreas, no lo son, ya que no garantizan la eliminación de contaminantes. sustancias nocivas.[...]
Los métodos para limpiar suelos de la contaminación se pueden dividir en físicos, químicos, fisicoquímicos y bioquímicos.[...]
Los métodos físicos implican retirar la capa superior de suelo de las áreas contaminadas a un vertedero o áreas especialmente designadas. Estos también deben incluir todas las opciones para lavar el suelo con la disolución de contaminantes en el líquido de lavado (agua).[...]
Los métodos químicos incluyen métodos térmicos, procesos de lixiviación, unión de contaminantes en compuestos complejos, etc.
Se utilizan métodos térmicos para eliminar sustancias orgánicas y algunos metales no ferrosos, y para la estabilización química de suelos. Se implementan en varias opciones: calentamiento en aire, en vacío, pirólisis, etc.[...]
La calefacción por aire se utiliza para terrenos contaminados con petróleo, aceites, gasolina, compuestos que contienen halógenos y otros compuestos orgánicos. El tratamiento térmico suele implicar mantener el material a 700-800°C con la combustión de hidrocarburos. Las propiedades fisicoquímicas del suelo cambian ligeramente. La actividad biológica de los suelos tratados térmicamente se restablece añadiendo compost y otros minerales si es necesario.[...]
Actualmente, las instalaciones fijas y móviles para el tratamiento térmico de suelos en el aire limpian millones de toneladas de suelo contaminado. En particular, la productividad total anual de las instalaciones del Norte (Alemania) es de 300 mil toneladas con una capacidad unitaria de 50 a 80 mil toneladas. La capacidad de almacenamiento es igual a la productividad total anual de las instalaciones (Massive...). ...]
El método mho-térmico de recuperación de suelos al vacío se ha implementado en los EE. UU. en forma de una unidad móvil. El suelo contaminado con compuestos orgánicos se carga en un tambor de vacío tipo hormigonera montado en el chasis de un automóvil. Longitud del tambor 4,5 m, diámetro 2,4 m, velocidad de rotación 10-18 min. Cuando se calientan, los compuestos orgánicos volátiles se evaporan y se licuan en un condensador ubicado en el remolque del automóvil. Después de limpiar el condensado en un filtro, es adecuado para su uso previsto. La duración del ciclo de procesamiento para una carga de tierra es de 45 minutos (Crosby).
Los métodos térmicos se implementan no solo en instalaciones especiales a las que se suministra el suelo a limpiar, sino que también se pueden llevar a cabo directamente en el sitio. Uno de esos métodos implica la vitrificación del suelo. En este último se insertan electrodos y, pasando una corriente, se calienta a altas temperaturas (2160°C). En este caso, el suelo se derrite, la materia orgánica se piroliza y los gases resultantes se envían a purificación. El enfriamiento posterior del suelo conduce a su vitrificación y a su unión a formas de contaminantes resistentes a la lixiviación, como radionúclidos y metales pesados (in situ...).[...]
La lixiviación como método químico de limpieza de suelos implica tratar el suelo con una solución de ácido clorhídrico al 2% a un pH de 2 durante 10 minutos. El contenido de contaminantes como arsénico, cadmio, cobre, níquel, zinc y plomo se reduce entre un 86-98% (Ácido...).
Los métodos de limpieza del suelo a veces también se denominan métodos. recuperación ecológica de la pedosfera (sección de geoecología). Las principales tareas de la recuperación ecológica de la pedosfera son desarrollar métodos para limpiar todo tipo de suelos de la contaminación química, bioquímica y radiactiva (descontaminación del suelo) tóxica y nociva para el medio ambiente con el fin de restaurar su fertilidad y su idoneidad ambiental para la agricultura.
En las condiciones modernas, muchos de estos problemas se resuelven en el marco de la agroquímica del suelo, pero el tema y las tareas de la investigación en agroquímica del suelo son mucho más amplios que la recuperación ecológica de la pedosfera, que tiene un enfoque limitado.
Por otro lado, la recuperación ecológica de la pedosfera está estrechamente relacionada con la recuperación de tierras y paisajes: restauración técnica y biológica de la cubierta del suelo o del paisaje alterados (por ejemplo, durante la explotación de canteras, etc.). Sin embargo, la recuperación suele implicar una amplia gama de medidas de restauración, que incluyen nivelación, remoción o importación de suelo, paisajismo, paisajismo, etc. no se requiere trabajo de limpieza del suelo o del paisaje.
Para combatir la contaminación en el entorno geológico se pueden utilizar dos enfoques fundamentalmente diferentes. El primero de ellos es la limpieza propiamente dicha, que implica la eliminación directa de componentes nocivos del objeto que se está limpiando de una forma u otra. El segundo enfoque no se basa en la eliminación, sino en la supresión de la actividad del componente nocivo (desintoxicación), por ejemplo, neutralizándolo, descomponiéndolo (destrucción), uniéndolo, localizándolo, etc.
Por otro lado, la metodología para desarrollar métodos para limpiar el medio geológico de la contaminación también puede basarse en un análisis de los mecanismos de los métodos naturales de autolimpieza de los ecosistemas. Se basan en los procesos de transformación abiótica o biótica de sustancias químicas:
· procesos físicos de transferencia de masa;
dilución (agitación);
eliminación de contaminantes fuera del ecosistema;
evaporación;
sorción;
bioacumulación;
· transformación microbiológica;
transformación química:
hidrólisis,
fotólisis,
oxidación, etcétera.
Las transformaciones abióticas incluyen procesos de oxidación y reducción, hidrólisis, reacciones fotoquímicas, reacciones entre las propias sustancias extrañas, etc.
Las transformaciones bióticas incluyen la desintoxicación enzimática (por ejemplo, metales pesados), la oxidación, descomposición y reducción enzimática. Las sustancias orgánicas finalmente se eliminan del entorno geológico sólo como resultado de su mineralización, es decir, descomposición de compuestos orgánicos en dióxido de carbono, agua y otras moléculas inorgánicas pequeñas (por ejemplo, CO, HCl, NH 3, etc.).
Métodos físicos de limpieza del suelo:
- Métodos mecánicos
- Métodos hidrodinámicos
- Métodos aerodinámicos
- Métodos térmicos
- Métodos eléctricos
- Métodos magnéticos
- Métodos electromagnéticos
Métodos mecánicos
Actualmente, está muy extendida la eliminación mecánica simple de volúmenes de roca contaminada utilizando diversos medios técnicos. Este método se utiliza especialmente en casos de contaminación superficial grave, como radionucleidos o petróleo. Una desventaja importante del método es la necesidad de eliminar un gran volumen de rocas. agitación mecánica es un paso importante cuando se utilizan varios métodos químicos, fisicoquímicos y biológicos. El arado es un paso preliminar antes del lavado de las solonetzes con fines de desalinización; también se utiliza agitación mecánica durante el proceso de lavado. A menudo se utiliza para desalinizar suelos. excavación, es decir, aplicar una capa de suelo limpio sobre la superficie del macizo contaminado. Los suelos de Chernozem son los más adecuados para la agricultura, ya que contienen más calcio y materia orgánica. En muchos casos también se puede recurrir a la puesta a tierra y al arado.
Métodos hidrodinámicos
El impacto hidrodinámico se utiliza ampliamente en la purificación de macizos rocosos de diversos tamaños; en la actualidad, es el principal método para purificar las aguas subterráneas de diversos contaminantes. La acción hidrodinámica se utiliza en forma de drenaje, bombeo, derivación, filtrado, etc., pero en cualquier caso la eliminación de contaminantes se produce con un flujo de fluido filtrante.
Métodos disolución La contaminación tóxica se basa en la capacidad de algunos compuestos ambientalmente peligrosos para formar soluciones ideales o no ideales con agua. Para limpiar suelos y suelos contaminados industrialmente de sales solubles de compuestos tóxicos, se utilizan inundaciones superficiales y subterráneas con agua y soluciones de lixiviación. Al disolver los contaminantes con agua, es posible limpiar los suelos de metales pesados (cromo, cadmio, plata, cobre), radionucleidos (ampericio y plutonio), hidrocarburos volátiles y solubles, haluros, pesticidas, herbicidas y cianohidruro de acetona.
Disolución del reactivo(lixiviación) se utiliza para extraer metales pesados (plomo, estaño, níquel, hierro, cromo y cadmio), uranio y los correspondientes metales polivalentes de rocas contaminadas. Como reactivos se utilizan nitrato de amonio, cloruro de potasio, orto y pirofosfatos, ácidos orgánicos e inorgánicos. Para evitar la sedimentación y la transformación de contaminantes a una forma estructural que no pueda lixiviarse, se utilizan complexones. Para la estabilidad de soluciones que contienen uranio, se utilizan derivados dihalógenos de agentes quelantes que contienen fósforo, y para soluciones que contienen metales pesados y nobles, se utilizan etalonaminas, diaminas, ácidos húmicos y fúlvicos como agentes quelantes.
El método más conocido para eliminar contaminantes junto con el agua es bombeo. Puede usarse solo y en combinación con otros métodos para todo tipo de contaminantes.
Métodos aerodinámicos
Los métodos aerodinámicos son similares en su mecanismo de acción a los métodos de limpieza hidrodinámicos. Cuando se utilizan estos métodos, la contaminación se elimina junto con el aire o los gases que circulan en la matriz. Los métodos aerodinámicos para limpiar matrices incluyen varios tipos de soplado, así como aspiración y aspiración con vapor. extracción Los métodos aerodinámicos se utilizan principalmente para eliminar ecotóxicos volátiles gaseosos y líquidos de los suelos.
El más simple de los métodos aerodinámicos es purga aire a través de pozos con eliminación de contaminantes a la superficie.
Métodos térmicos.
En las masas de suelo se utilizan a menudo métodos térmicos para destruir contaminantes. La limpieza se logra en diferentes casos calentando y enfriando las matrices. El calentamiento se utiliza en todos los casos en los que el ecotóxico es un compuesto térmicamente inestable. Los métodos térmicos, incluidas la combustión y la pirólisis, desempeñan un papel especial en la destrucción o descomposición final de los residuos ecotóxicos.
vitrificación Es un proceso de vitrificación del suelo a altas temperaturas, durante el cual algunos de los contaminantes se descomponen y otros se estabilizan. Hay ejemplos del uso de este método para pesticidas, mercurio, dioxinas, cromo y sustancias radiactivas.
Métodos eléctricos
Entre los métodos físicos modernos para limpiar el entorno geológico, se han generalizado los métodos eléctricos. Su ventaja es la alta eficiencia, la seguridad ambiental y la posibilidad de influir en el macizo. La purificación de aguas subterráneas y superficiales, suelos y suelos a partir de ecotóxicos se basa en el uso de procesos electroquímicos y electrocinéticos que ocurren en el suelo bajo la influencia de una corriente eléctrica. Los procesos electroquímicos incluyen electrólisis (95-99% de eficiencia), electroflotación, electrocoagulación, electrodestrucción, oxidación y lixiviación electroquímica, electrodiálisis, desinfección electroquímica e intercambio iónico electroquímico (EIX), y los procesos electrocinéticos incluyen electroósmosis, electroforesis y electromigración.
En electrodiálisis Se utilizan aguas subterráneas y superficiales, solución de poros de suelos y suelos, membranas de intercambio catiónico y aniónico, que permiten obtener una solución de poros desalada en la parte media del espacio entre electrodos y separar cationes y aniones cuando están remoto. En suelos y suelos, las arcillas sirven como membranas imperfectas. Bajo determinadas condiciones, el método permite eliminar contaminantes en forma coloidal.
Métodos electrocinéticos
Como ejemplo, considere un método como electromigración. La electromigración es un mecanismo especial para el movimiento de diferentes iones cargados en una solución a diferentes velocidades. Además, en el electrodo correspondiente al signo de su carga se concentran más iones móviles. Para aumentar el efecto de separación, se crea una contracorriente constante de iones de signo opuesto. La tasa de electromigración de iones en la solución de poros de suelos y suelos es proporcional a la intensidad de la corriente eléctrica y la valencia de los iones. La electromigración no depende de la porosidad de la roca y por tanto es uno de los principales procesos de transferencia de masa de contaminantes cargados bajo la influencia de una corriente eléctrica directa en arcillas y margas.
Métodos magnéticos
El uso de campos magnéticos en tecnologías para la limpieza de suelos, aguas subterráneas, aguas superficiales y subterráneas aún no es significativo y requiere más estudios y desarrollo. Actualmente, la influencia magnética se utiliza principalmente para eliminar impurezas magnéticas y radionucleidos de la solución de los poros de suelos y suelos, aguas superficiales y subterráneas, así como para movilizar contaminantes que se encuentran en forma estacionaria o débilmente móvil. .
Método de separación magnética de alto gradiente Se basa en la capacidad de algunas sustancias químicas inorgánicas de adquirir diferente magnetización residual, lo que hace que el método sea altamente selectivo. Se coloca un separador magnético en pozos verticales a una profundidad con máxima contaminación, teniendo en cuenta las condiciones hidrodinámicas del sitio. La eliminación y conservación de contaminantes se produce en condiciones de superficie.
Métodos electromagnéticos
En las tecnologías modernas para la purificación de aguas subterráneas y superficiales, suelos y suelos, se han generalizado los métodos electromagnéticos (ondas) para influir en la contaminación.
Limpieza ultrasónica Efectivo para manchas gruesas y de aceite. En este caso, puede producirse una destrucción parcial del suelo. El ultrasonido limpia no solo las partículas individuales de contaminantes, sino también los contaminantes en películas sobre la superficie de las partículas del suelo.
Para limpiar suelos, suelos y aguas subterráneas de contaminantes orgánicos clorados dependientes de energía y semi-dependientes de energía, también utilizan energía electromagnética radiofrecuencias (RF) y frecuencias ultraaltas (microondas) . El método se basa en el calentamiento por microondas de suelos y suelos mediante un mecanismo dieléctrico como resultado de la distorsión física de la estructura molecular del material bajo la influencia de un campo electromagnético aplicado. Las distorsiones físicas se convierten en energía mecánica y luego en energía térmica.
Los métodos electromagnéticos también incluyen la limpieza del suelo utilizando láseres. El proceso de destrucción, oxidación de contaminantes y desinfección de suelos se produce debido a su calentamiento. El método es aplicable al limpiar rocas, suelos y suelos. Como en todos los métodos descritos anteriormente, basados en el calentamiento a alta temperatura de áreas contaminadas del entorno geológico, durante el proceso de tratamiento se observa destrucción de la estructura, cambios en las propiedades y la biota de las rocas.
Métodos de limpieza físico-químicos:
Métodos de coagulación;
Métodos de intercambio iónico;
Métodos de sorción.
Los métodos físico-químicos para la limpieza del medio geológico se basan en el uso de procesos y fenómenos como coagulación, intercambio iónico, difusión, ósmosis, sorción-desorción, etc., que permiten eliminar o unir contaminantes en un área local de el macizo. Los métodos físicos y químicos más utilizados se han desarrollado para procesos de depuración de aguas, y en menor medida para la depuración de suelos y rocas. Los métodos más utilizados son los que utilizan como proceso principal la coagulación, el intercambio iónico y la sorción.
Métodos de coagulación.
Los metales pesados se acumulan. sustancia húmica suelos (principalmente ácidos húmicos), resultando en su detoxificación. Según la disminución de la intensidad de acumulación, los metales se ordenan en la siguiente fila: Cu, Cd, Pb, Co, Ni, Zn, Mn. Se ha establecido que el efecto de las sustancias húmicas sobre el Cu, Pb, Cr(III) conduce a la formación de compuestos quelatos y a una disminución de la toxicidad de estos metales pesados, mientras que su efecto sobre el Cd es multidireccional. Los ácidos húmicos no afectan a la naftaleno, pero reducen la toxicidad de los hidrocarburos poliaromáticos (HAP) y los bifenilos policlorados (PCB). Por otro lado, su efecto sobre compuestos orgánicos tóxicos de bajo peso molecular (pesticidas, aminas aromáticas, clorofenoles, etc.) también es multidireccional. Los ácidos húmicos enriquecidos con estructuras moleculares aromáticas tienen el mayor efecto desintoxicante.
Un método agrotécnico bien conocido para inactivar metales pesados es zeolitización Al mismo tiempo, el contenido de formas solubles en ácido de Zn y Pb en el suelo se reduce significativamente, pero al mismo tiempo se deteriora la nutrición de nitrógeno y fósforo y potasio de las plantas. La absorción de Mo a partir de soluciones de aguas subterráneas y superficiales se lleva a cabo mediante intercambiadores de aniones sintetizados FA-M y FA-T. Estos intercambiadores de aniones sintéticos se caracterizan por una alta estabilidad térmica, química y de radiación con una gran capacidad de intercambio y capacidad de sorción de iones de molibdeno.
Métodos de limpieza química.
El método principal y más común para limpiar el medio geológico de la contaminación sigue siendo el tratamiento del suelo con reactivos. Dependiendo del tipo de reacción química y de la interacción del reactivo con el ecotóxico, es recomendable dividir todo tipo de efectos químicos en grupos: precipitación, oxidación-reducción, sustitución, complejación, etc.
Introducción de gases reactivos. en forma de mezclas de aire diluidas de sulfuro de hidrógeno o nitrógeno se utilizan para tratar rocas contaminadas con metales pesados (Cr, Pb, Hg, Cd) y radionucleidos (U). Sin embargo, los estudios realizados en suelos con contaminación real mostraron que después del tratamiento químico, más del 90% de cromo y el 50% de uranio quedaron en las rocas, mientras que los nitratos perdieron completamente su reactividad.
Métodos de gestión condiciones redox en barreras subterráneas especialmente creadas se utilizan para transformar compuestos de metales pesados (zinc, níquel, plomo, compuestos de cromo, antimonio, selenio, cadmio, manganeso) y radionucleidos (óxidos de estroncio, tecnecio y uranio) en formas menos solubles (hidróxidos). así como destrucción cianuros, formas disueltas de nitratos, compuestos orgánicos y organoclorados (tetracloruro y otros disolventes clorados). Las barreras creadas con reactivos químicos y biológicos son una zona con un potencial redox determinado. Como reactivos para la precipitación de metales pesados se utilizan cal (potasa), sulfato de sodio, óxidos y dióxidos de hierro, carbono orgánico, etc.
La eficacia de la purificación depende de la reactividad del reactivo y del ecotóxico. Los suelos tienen una capacidad natural para convertir algunos metales pesados en un estado sedentario, principalmente debido a su contenido de humus. Como resultado de la acumulación, la saturación de sustancias húmicas con zinc, cobre, plomo y cadmio en suelos contaminados a menudo excede su contenido inicial. Según la intensidad de acumulación en el humus, los metales pesados se disponen en el siguiente orden: Cu>Cd>Pb=Co>Ni>Zn>Mn. Los macroelementos (N, P, S, Mg, Fe, K) no se acumulan.
Para precipitar microdosis de metales pesados en los suelos de la agricultura se utilizan fertilizantes (minerales, fósforo, nitrógeno, potasio). Por ejemplo, la introducción de fósforo y fertilizantes orgánicos en suelos que contienen plomo, zinc, manganeso, níquel o estroncio conduce a la formación a (pH<6) хелатных комплексных соединений, однако степень очистки зависит от дозы вносимых удобрений и условий вегетации растений. Образованию малорастворимых соединений тяжелых металлов в почвах способствует внесение фосфатов. Применение фосфатов целесообразно в породах с высоким рН, когда хелатные комплексы тяжелых металлов разрушаются. Доза и тип вносимых удобрений могут изменить поведение тяжелых металлов в почвах. Это связано с увеличением кислотности почв.
Como una de las formas de unir metales pesados en los suelos, se utiliza la humificación, lo que conduce a la formación de compuestos complejos quelatos. Sin embargo, la desventaja del método es la acidificación de los suelos y la inestabilidad de los compuestos quelatos a altas temperaturas. En general, el uso de fertilizantes fosforados, encalados y fertilizantes orgánicos contribuye a la inmovilización del plomo, níquel y cadmio en el suelo.
Proceso de oxidación química La contaminación en suelos, subsuelos, aguas subterráneas y superficiales se basa en la liberación de electrones de la capa exterior inestable de la capa electrónica de átomos de sustancias y elementos, lo que conduce a la transición del contaminante a una forma menos tóxica y reactiva. Los átomos de elementos que tienen una pequeña cantidad de electrones en su capa electrónica externa son propensos a perder electrones. El proceso es una parte integral de la interacción redox entre un contaminante y una superficie química o reactiva. En la etapa actual de desarrollo de métodos para limpiar el entorno geológico, se utilizan procesos redox para eliminar hidrocarburos policíclicos y aromáticos (PAH), hidrocarburos de petróleo, iones de amonio, flúor elemental y microorganismos del agua y las rocas. El cloro, el oxígeno, el ozono y el aire atmosférico se utilizan como reactivos que crean condiciones redox y electrones libres en la solución de los poros de los suelos, las aguas subterráneas y las aguas superficiales.
Oxidación con oxígeno y aire. Se utiliza principalmente para la limpieza de suelos, suelos naturales y artificiales de permeabilidad heterogénea o baja permeabilidad. Este método permite reducir el contenido inicial de contaminantes al 3%. Para eliminar los hidrocarburos policíclicos y aromáticos de las aguas subterráneas y superficiales, también se utiliza gas ozono - método ozonización.
Para inmovilización química Los contaminantes (aglutinantes) utilizan aglutinantes inorgánicos como cemento, cenizas, silicatos de Na y K, escorias de alto horno, mezclas de ceniza y cal y agentes gelificantes como bentonita y celulosa. La inmovilización mediante cementación se utiliza para unir metales pesados, desechos radiactivos, hidrocarburos policíclicos y aromáticos, alquitrán de hulla y tricloroetileno. La desventaja del método es la inestabilidad de algunos aglutinantes frente a las aguas subterráneas agresivas, lo que conduce a la lixiviación gradual de contaminantes y su entrada en los ecosistemas.
30. Paciente D, 37 años, tras un examen el médico diagnosticó: periodontitis crónica generalizada de gravedad grave con una profundidad de las bolsas de hueso periodontal superior a 4 mm, destrucción de los tabiques interalveolares hasta 2/3 de su altura, movilidad. de dientes de grado II-III.
¿Qué método quirúrgico es el más adecuado en esta situación?
1) gingivectomía simple
2) gingivectomía radical
3) gingivotomía
4) osteogingivoplastia
5) legrado
Métodos para limpiar suelos de la contaminación por petróleo.
El petróleo es un líquido aceitoso que es una solución natural compleja de compuestos orgánicos, principalmente hidrocarburos. En los hidrocarburos se disuelven sustancias asfaltenicas resinosas de alto peso molecular, así como compuestos orgánicos de bajo peso molecular que contienen oxígeno, nitrógeno y azufre. Además, en el aceite también se disuelven algunas sustancias inorgánicas: agua, sales, sulfuro de hidrógeno, compuestos de metales y otros elementos.
En la composición del petróleo se distinguen las siguientes clases de hidrocarburos:
alifático (metano);
cíclico saturado (nafténico);
cíclico insaturado (aromático).
También existen hidrocarburos mixtos (híbridos): metano-nafténicos, nafténicos-aromáticos.
Entre los hidrocarburos metano presentes en el petróleo se encuentran los gaseosos, líquidos y sólidos. Los gaseosos (metano, etano, butano, etc.) se disuelven en hidrocarburos líquidos y se liberan cuando cambia la presión. Los hidrocarburos sólidos de alto peso molecular (parafinas) también se encuentran en estado disuelto. Su entrada al suelo es especialmente peligrosa, ya que, al tener un bajo punto de fluidez, las parafinas obstruyen firmemente todos los canales a través de los cuales se produce el intercambio de sustancias entre el suelo y la planta, el suelo y la atmósfera.
El petróleo con predominio de hidrocarburos metanicos es del tipo metano. Entre sus variedades se encuentran el aceite alto en cera (contenido de parafina superior al 6%), parafínico (1,5-6,0%) y bajo en cera (menos del 1,5%).
Los hidrocarburos nafténicos están presentes en todos los tipos de petróleo, pero los aceites con predominio de esta clase de hidrocarburos son raros. Entre los hidrocarburos aromáticos predominan las estructuras de bajo peso molecular (benceno, tolueno, xileno, naftalenos). En pequeñas cantidades existen homólogos de hidrocarburos de 3 a 6 anillos (hidrocarburos aromáticos policíclicos - HAP). En algunos tipos de petróleo, los HAP contienen cantidades significativas de 3,4-benzo(a)pireno y otros hidrocarburos cancerígenos.
Las estructuras aromáticas de alto peso molecular, que también contienen oxígeno, azufre y nitrógeno, son las resinas y los asfaltenos. Las resinas son sustancias viscosas, los asfaltenos son sólidos. Ambos están disueltos en hidrocarburos líquidos. El alto contenido de resinas y asfaltenos en el petróleo determina un aumento de su gravedad específica y viscosidad. Estos aceites son inactivos, pero pueden crear una fuente estable de contaminación en el suelo.
Durante las actividades económicas de las divisiones estructurales de las sucursales de JSC "Russian Railways", la vía del ferrocarril y los territorios adyacentes, así como el suelo de las áreas de producción, se contaminan con productos derivados del petróleo. Las razones de esto son sus fugas de los tanques en las estaciones de carga y durante el transporte debido al mal funcionamiento de las calderas y dispositivos de drenaje, la entrada de lubricantes durante el reabastecimiento de combustible de las cajas de grasa de los pares de ruedas en los puntos de recepción, despacho y equipamiento, la entrada de aceite durante el equipo y el movimiento de locomotoras y material rodante especial, ingreso de productos petrolíferos al territorio de las bases e instalaciones de almacenamiento de combustibles y lubricantes. La contaminación del suelo y del suelo es posible en situaciones de emergencia durante el transporte de mercancías peligrosas.
Para garantizar la seguridad ambiental del transporte ferroviario, se están desarrollando nuevas tecnologías para eliminar la posibilidad de contaminación ambiental, así como equipos para la limpieza de suelos y firmes contaminados.
Inspección de sitios de impacto de contaminación del suelo con petróleo y productos derivados del petróleo.
Los flujos de petróleo y productos derivados del petróleo en los suelos pueden ser visibles y ocultos (intrasuelo). Los flujos visibles se delinean visualmente. En estos casos, la fuente de contaminación se determina sin dificultad.
Los flujos ocultos surgen con mayor frecuencia como resultado de fallas en las tuberías que pasan a cierta profundidad desde la superficie de la tierra. La aparición de flujos ocultos de petróleo se detecta por un fuerte aumento en el contenido de productos derivados del petróleo en las aguas subterráneas ubicadas cerca de la fuente de contaminación, las aguas superficiales (ríos, arroyos, canales, lagos, estanques). Los flujos intrasuelo se manifiestan por filtraciones de petróleo en laderas, paredes de zanjas y acequias. La contaminación oculta se puede detectar mediante cambios en la cubierta vegetal: amarillamiento de la vegetación herbácea, secado de árboles y arbustos.
Para delimitar el área de flujo de petróleo y verticalmente y determinar la ubicación del derrame, es necesario determinar la posición paisajística-geoquímica del área de estudio:
1) tipo de paisaje elemental (autónomo - en una colina plana, transeluvial - en una pendiente; eluvial-acumulativo - en pequeñas depresiones locales del relieve; transsuperaqual - el pie de una pendiente, llanuras aluviales de ríos; transaqual - ríos y otros cursos de agua );
2) tipos de conexiones geoquímicas en paisajes locales que determinan la naturaleza del movimiento de la materia: la relación de flujos laterales y verticales; formas de migración, la naturaleza de las barreras geoquímicas y físicas que retienen el petróleo a lo largo del camino del flujo.
Al determinar los tipos de apareamiento, es importante lo siguiente:
a) profundidad de infiltración de agua atmosférica; b) profundidad del agua subterránea.
Con base en los datos enumerados en los puntos I, II, se colocan una serie de cortes de suelo (o pozos de mano). El número de secciones depende de la complejidad de la situación geoquímica del paisaje y del flujo de petróleo.
Las secciones del suelo (pozos) se combinan en un sistema de perfiles que se extienden en la dirección del movimiento de la escorrentía superficial desde el lugar del derrame hasta el lugar de acumulación intermedia o final. El número mínimo de perfiles es 3, el número mínimo de secciones es 12 (3 en cada perfil y 3 de fondo, uno por cada paisaje elemental). Si el problema no se puede resolver de forma fiable con un número mínimo de cortes, se proporciona el número requerido de cortes adicionales.
Las secciones de suelo se dividen en secciones de soporte y "clavos" (muestras de suelo de prueba). Se colocan secciones de referencia cerca del lugar del derrame y sobre los elementos principales del paisaje geoquímico.
perfil. El propósito de estudiar dichas secciones es determinar la profundidad de la filtración de petróleo, la presencia de flujo intrasuelo y la naturaleza de la transformación del perfil del suelo.
La incisión tiene aproximadamente las siguientes dimensiones:
El ancho de la pared corta es de 0,8 m, la pared larga es de 1,5 m y la profundidad es de 2,0 m (si el agua subterránea no se abre a menor profundidad). La incisión se coloca de modo que la corta pared frontal quede iluminada por el sol. La tierra se arroja sobre las paredes laterales largas: los horizontes superiores, en una dirección, los inferiores, en la otra. El muestreo se realiza en la pared frontal y en ella se describe el suelo. Se limpia la pared, se desciende un centímetro a lo largo del cual se marcan las profundidades de muestreo y los límites de los horizontes del suelo. El muestreo comienza desde los horizontes inferiores. Se toma una muestra de 10 x 10 cm, y si el espesor del horizonte es menor, entonces todo el espesor.
Las muestras se toman con un cuchillo de suelo. Después de tomar cada muestra, el cuchillo se limpia de productos derivados del petróleo con un hisopo humedecido en un disolvente orgánico.
Antes de la toma de muestras se realiza una descripción del paisaje y horizontes del suelo (color, humedad, estructura, densidad, composición mecánica, nuevas formaciones, inclusiones, sistema radicular, contenido de carbonatos).
Si resulta difícil identificar los horizontes genéticos del suelo, se deben tomar muestras cada 20 cm, acompañadas de una descripción detallada.
Las “excavaciones” para tomar muestras de suelo se realizan hasta la profundidad del frente inferior del flujo de petróleo en el suelo, que generalmente se puede determinar a partir de la sección de referencia.
El petróleo y los productos derivados del petróleo pueden moverse y permanecer durante mucho tiempo a profundidades de 0,5 a 1,0 mo más bajo los horizontes superiores relativamente densos y ligeramente contaminados de la sección. Por lo tanto, es obligatorio el estudio de las secciones de referencia al monitorear la contaminación del suelo con petróleo y productos derivados del petróleo.
Debido a la fuerte variación en la composición y propiedades del suelo, incluso dentro del perfil, se toman de 5 a 8 muestras horizontalmente desde el frente de la sección para compilar una muestra de suelo mixto. El peso total de la muestra mezclada es de 0,6-0,8 kg)
