Экология/1.Состояние биосферы и его влияние на здоровье человека

К.х.н. доцент Мальцева В.С., студент Роик Б.О.,

студент Малюхов В.С.

Юго-Западный государственный университет, Россия

Использование отходов кожевенного производства для очистки сточных вод

На всех стадиях своего развития человек был тесно связан с окружающим миром. Но с тех пор, как появилось индустриальное общество, опасное вмешательство человека в природу резко усилилось, возрос объём этого вмешательства, и сейчас оно грозит стать глобальной опасностью для всего человечества. Человеку приходится всё больше вмешиваться в состояние биосферы ─ той части нашей планеты, в которой существует жизнь. Биосфера Земли в настоящее время подвергается нарастающему антропогенному воздействию.

Наиболее масштабным и значительным является химическое загрязнение среды несвойственными ей отходами и веществами химической промышленности. Многие отходы являются опасными и оказывают негативное влияние на окружающую среду, тем самым увеличивают содержание в природе токсичных веществ.

Во многих городах с развитой промышленностью, ежегодно выбрасывается в биосферу миллионы тонн отходов. Основными источниками производственных отходов, как в других городах, так и в Курской области являются химические и металлургические отрасли промышленности. Это завод «Аккумулятор», «Химволокно», завод «ЖБИ» и др.

Потенциальную опасность для биосферы окружающей среды и здоровья человека представляют отходы Курского кожевенного завода, которые образуются при обработке кожи: хромовая стружка, кожевенная стружка и пыль, полученные после шлифования лицевой поверхности кожи и др.

Был установлен состав отходов: органические вещества составляют 93,86…95,54%, неорганические - 4,46…6,14%. Содержание хрома (III и VI) в них определяли спектрофотометрическим методом, используя в качестве реагента дифенилкарбазид. Измерения были проведены на спектрофотометре СФ-26, применялся метод калибровочного графика.

Кожевенные отходы содержат 0,72…1,15% хрома. Известно, что повышенное содержание хрома приводит к негативным последствиям, но он так же жизненно необходим (биогенным) микроэлементам.

Чтобы определить экотоксичность кожевенных отходов, нами проверено их поведение в водных средах при разных значениях рН, с учётом того, что часть дождевых осадков, выпадающих в Курской области, имеют кислотный характер (рН=4,0).

Были приготовлены смеси хромовой стружки с водой в отношении 1:10 при различных значениях рН, в которых определялось содержание хрома через определённые промежутки времени. В нейтральных средах также измеряли электропроводность растворов, используя кондуктометр КСЛ -101.

Как показали полученные данные, количество хрома в воде достигает значений его ПДК (равного 6 мг/л) после 20 часов выдерживания кожевенных отходов в нейтральной среде и 5 часов в кислой среде (рН=1). Во времени содержание хрома (III, VI) в растворах возрастает, об этом свидетельствуют также данные по электропроводности вытяжек.

Таким образом, кожевенные отходы представляют опасность для биосферы.

Ежегодно текстильными предприятиями сбрасывается в сточные воды огромные количества разных красителей, которые используются при крашении тканей и пряж.

Если органических веществ в почву попадает не много, почвенные организмы перерабатывают их, используя как питательные вещества, и в соседние водостоки просачивается уже чистая вода. Но если отходы попадают сразу в воду, они гниют, и на их окисление расходуется кислород. Так же при попадании в природную воду, красители изменяют её светопропускные свойства, что приводит к нарушению процесса фотосинтеза у водорослей и кислородного баланса.

Вследствие сильных загрязнений и недостатка кислорода возможно вымирание всех живых организмов, обитающих в водоёме. Вода становится биологически мёртвой ─ в ней остаются только анаэробные бактерии; они процветают без кислорода и в процессе своей жизнедеятельности выделяют токсичный сероводород. И без того безжизненная вода приобретает гнилостный запах и становится совсем непригодной для человека и животных.

Для удаления красителей из сточных вод применяются разнообразные методы. Они, в основном, дорогостоящие и малоэффективные.

Нами был опробован способ очистки сточных вод от промышленных красителей с использованием кожевенных отходов в качестве сорбентов [1]. Работа была продолжена с расширением ассортимента исследуемых красителей.

Сняты спектры спектры поглощения красителей в видимой области (400…700 нм) в координатах: оптическая плотность (А), длина волны (λ) на спектрофотометре СФ-26.Найдены границы подчинения растворов красителей закону Бера.

В работе был использован метод одноступенчатой статической сорбции, изучены условия и кинетика поглощения красителей кожевенными отходами.

Данные по сорбции хромового синего из остаточных красильных растворов показывают, что 100%-ная сорбция наступает за 15 минут контакта фаз (при их соотношении 0,5 г сорбента к 20 мл раствора красителя с концентрацией 1 г/л).

Максимальная ёмкость кожевенных отходов по хромовому синему составляет 0,02 г красителя на 1 г сорбента.

Данные по изучению сорбции активного ярко-красного показывают, что 100%-ая сорбция наступает за 20 минут контакта фаз (при их соотношении 0,7 г сорбента к 20 мл раствора красителя с концентрацией 0,1 г/л).

Аналогично было проведено исследование с легкосмываемым красным красителем (ГОСТ, ТУ 6-14-370-79). Сорбция красителя достигает 98,5% через 20 минут контакта фаз (при соотношении 2 г сорбента к 10 мл раствора красителя с концентрацией 0,1 г/л).

Проведено определение содержания хрома в сточных водах после сорбции из них красителей. Исследования показали, что за максимальное время сорбции количество вымытого хрома из отходов не превышает его ПДК (6 мг/л).

После использования хромовой стружки в качестве сорбентов промышленных красителей возможно их дальнейшее использование для изготовления прессованных кож, которые найдут применение во многих отраслях промышленности.

Литература:

1. Мальцева В.С., Харламов В.Н. Сорбция промышленных красителей из сточных вод кожевенными отходами. Сб. статей междун. научно-практ. конф. «Актуальные проблемы хим. науки, практики и образования».