Характеристика осадка AgCl и содержание хлорид-ионов

Осадок	Содержание Cl-
	в водной вытяжке, мг на 100 мл	в почве, %
Интенсивный белый хлопь­евидный	>10	0,1 и более
Сильная белая муть	5–10	0,01–0,1
Опалесценция	1–0,1	0,001–,01

♦ Опыт № 3. Определение сульфат-ионов (SO₄^2-)

В пробирку налить 1 мл водной вытяжки, добавить несколько капель HCl и 1 мл раствора BaCl₂, если осадок сразу не выпадает – нагреть до ки­пения и кипятить 1 мин. При наличии сульфат-ионов (SO₄^2-) протекает реак­ция: Ba²⁺ + SO₄^2- = BaSO₄↓, образуется белый мелкокристаллический оса­док. По характеру осадка определить приблизительное содержание суль­фат-ионов в водной вытяжке и почве (табл. 16).

Таблица 16

Характеристика осадка BaSo4 и содержание сульфат-ионов

Осадок	Содержание SO42-
	в водной вытяжке, мг на 100 мл	в почве, %
Интенсивный белый, быст­рооседающий	50	0,1 и более
Муть, появляющаяся сразу	10–1	0,01–0,1
Медленно появляющаяся слабая муть	1–0,5	0,001–,01

♦ Опыт № 4. Определение нитрат-ионов (NO₃^-)

Перенести в пробирку 1 мл водной вытяжки и добавить несколько ка­пель раствора дифениламина в серной кислоте. (Внимание! С раствором работать осторожно, не капать на стол и одежду!) При наличии нитрат-ионов NO₃^- раствор окрашивается в синий цвет различных оттенков и раз­личной степени устойчивости. Пользуясь данными табл. 11, определить приблизительное содержание нитратов в почве.

♦ Опыт № 5. Определение ионов железа (Fe³⁺)

Поместить в пробирку 1 мл водной вытяжки, добавить 2–3 капли рас­твора KSCN. При наличии ионов (Fe³⁺) протекает реакция: Fe³⁺ + 3SCN^- = Fe(SCN)₃, и раствор окрашивается в красно-коричневый цвет. По интенсивности окраски качественно судят о наличии ионов Fe³⁺: мало, много, очень много.

♦ Опыт № 6. Определение ионов свинца (Pb²⁺)

Поместить в пробирку 1 мл водной вытяжки, добавить несколько ка­пель раствора KJ. При наличии ионов свинца (Pb²⁺) протекает реакция: Pb²⁺ + 2J^- = PbJ₂↓, выпадает осадок желтого цвета. По интенсивности об­разовавшегося осадка качественно судят о наличии ионов Pb²⁺: мало, много, очень много.

Результаты опытов представить в виде табл. 17.

Таблица 17

Результаты анализа водной вытяжки почвы

Показатель	рН	Катионы		Анионы
		Fe2+	Pb2+	Cl-	SO42-	NO3-
Количественная (качественная) характеристика

Сделать заключение о степени загрязненности образца почвенного слоя.

2. Экозащитные техники и технологии

2.1. Теоретическая часть

Затраты на ликвидацию последствий от применения неэкологичных технологий в десятки раз превышают затраты, которые потребовались бы для разработки их экологически чистых аналогов. Результаты социологи­ческого опроса Института Д. Гэллапа в 22-х наиболее развитых странах мира показали, что главными причинами современного глобального эколо­гического кризиса являются плохие технологии, бизнес и индустрия.

Новые природоохранные и ресурсосберегающие технологии связаны с инновационно-экологической деятельностью. Последняя представляет собой совокупность научно-технических, производственных и коммерче­ских мероприятий, которые посредством практического использования идей и изобретений приводят к созданию и развитию лучших по своим свойствам, в том числе и экологическим, изделий, технологий, любых тех­нических и организационных решений.

В настоящее время в России экологический фактор стал занимать достойное место в инновационном предпринимательстве. В частности, введена обязательная государственная экологическая экспертиза образ­цов техники и технологий, обязательная сертификация всех видов продук­ции на соответствие экологическим требованиям, применяются экологиче­ские сан­кции (штрафы) за использование экологически опасных техноло­гий и загрязнение окружающей природной среды ОПС в сочетании с эко­ло­ги­че­ски­ми льготами за разра­ботку и внедрение экозащитных техник и технологий.

Экозащитные техники и технологии классифицируются по двум на­правлениям:

– мероприятиям, проводимым с целью предотвращения или снижения не­гативных воздействий на ОПС;

– мероприятиям, направленным на ликвидацию вредных воздействий на ОПС.

2.1.1. Техники и технологии, снижающие негативное воздействие на ОПС

К техникам и технологиям подобного типа относятся:

1) совершенствование технологических процессов (сгорание, очистка, переработка отходов и пр.), приводящее к уменьшению выбросов в окру­жающую среду, а также разработка и внедрение малоотходных и безотходных технологий;

2) установка очистных сооружений на газопылевых выбросах или сточ­ных водах с последующей утилизацией улавливаемых загрязнителей;

3) разработка технологий, приводящих к снижению потребления при­родных ресурсов, комплексное использование и переработка отходов дру­гих производств (изготовление строительных блоков из золы ТЭС, исполь­зование мусора в качестве топлива для получения горячей воды и пр.);

4) устройство санитарно-охранных зон вокруг промышленных предпри­ятий, озеленение городов и посёлков;

5) оптимизация расположения объектов промышленных предприятий, железнодорожных и автодорожных магистралей, увеличение высоты труб котельных и пр. с целью сведения к минимуму их отрицательного воздействия на ОПС.

Пример № 1. Обязательная экологическая паспортизация объектов и технологий, в том числе и железнодорожного транспорта. Экологический паспорт включает:

• описание технологической схемы производства, характеристики ос­новных видов выпускаемой продукции, видов загрязнителей, попадающих в природные объекты;

• полное описание и характеристики действующих очистных сооруже­ний, с определением эффективности их работы, расчё­том ПДВ (предельно-допустимых выбросов в атмосферу от отдельных ис­точников) и ПДС (предельно-допустимых сбросов в водоемы, на рельеф местности), сведения о количестве и видах твёрдых отходов предприятия, а также прогноз динамики выбросов и изменения состояния ОПС;

• сведения о существующих (разрабатываемых) в стране (мире) техно­логиях или мероприятиях, обеспечивающих достижение наилучших пока­зателей в рассматриваемой области охраны ОПС;

• перечень планируемых мероприятий, направленных на снижение ан­тропогенной нагрузки на ОПС данным предприятием, с указанием сроков их выполнения, объёмов затрат, удельных и общих объёмов выбросов, до и после выполнения каждого мероприятия.

Пример № 2. Разработка и внедрение малоотходных или безотходных производств, обеспечивающих круговорот сырья, отходов производства, или их полную утилизацию (рис. 4). Подобные технологии разрабатыва­ются по принципам, заимствованным из природы: отходы одних организ­мов являются ресурсом существования для других.

Рис. 4. Принципиальная схема безотходных и малоотходных технологий

Примеры подобных технологий.

1. Зола ТЭС используется как сырье в производстве строительных бло­ков, для мощения дорог, в качестве основного и вспомогательного реагента для сорбционной и коагуляционной очистки сточных вод.

2. Полные и локальные круговороты воды при очистке сточных вод, по­зволяющие снизить объём потребляемой свежей воды, а также расходы реагентов внутри предприятия (циклы водооборота на моечных машинах в локомотивных и вагонных депо и пр.).

3. Доокисление токсичных компонентов выхлопных газов в дизельных установках (тепловозные дизели). Угарный газ (CO), несгоревшие углеводо­роды (C_nH_m) окисляются в избытке воздуха до СО₂ и Н₂О, для увеличения скорости процесс осуществляется на катализаторах: CuO, Cr₂O₃, MnO₂, CoO, Pt, Pd:

C_nH_m + gO₂ nCO₂ + m/2 H₂O.

Взаимная нейтрализация токсичных компонентов выхлопных газов дви­гателей внутреннего сгорания на катализаторе: металлическая вата из не­ржавеющей стали или сплавов никеля:

2NO + 2CO N₂ + 2CO₂ + 690 кДж.

2.1.2. Техники и технологии, ликвидирующие последствия

негативного воздействия на ОПС

К мероприятиям подобного типа относятся следующие:

1) биологическая чистка почвы и воды водоёмов от нефтепродуктов с применением различных биопрепаратов (путидойл и пр.);

2) глубокая доочистка сточных вод биологическими методами в естест­венных условиях, при этом применяются два типа процессов: аэробные (микроорганизмы и кислород) и анаэробные (только микроорганизмы, без кисло­рода);

3) очистка русла реки механическим, химическим, биологическим спо­собами при антропогенном эфтрофировании водоемов;

4) создание полигонов твёрдых отходов, переработка отходов термиче­ским, физико-химическим, биотехнологическими (компостирование, сбра­живание и пр.) методами.

Пример: доочистка сточных вод в естественных условиях. В этих про­цессах принимают участие сложные ассоциаты живых организмов: бакте­рии, одноклеточные организмы, микроорганизмы, высшая водная расти­тельность (ботанические площадки, биопруды с посадками, искусственные болота). Часто при доочистке сточных вод применяются последовательно как анаэробный, так и аэробный методы.

Загрязнённые сточные воды поступают в пруды-накопители, где проис­ходит первая стадия анаэробной очистки, т. е. бескислородное окисление с участием особых бактерий – анаэробов:

C_xH_уO_zN + H₂OСH₄ + CO + C₅H₇NO₂ + NH₄⁺ + HCO₃^-.

Остаточные

загрязнители

Образуются и другие продукты распада органических веществ: NO₂^-, CO₂, N₂, OH^-.

Далее в естественных условиях в биологических прудах, на полях оро­шения или биофильтрах протекает аэробный процесс окисления с уча­стием микроорганизмов и кислорода:

C_xH_уO_zN + O₂xCO₂ + у/2H₂O + NH₃ + Q.

Контрольные вопросы

1. Что подразумевается под инновационно-экологической деятельно­стью?

2. Что понимается под экозащитными техниками и технологиями?

3. Перечислите основные техники и технологии, снижающие негатив­ное воздействие на ОПС.

4. Как вы представляете процессы безотходных и малоотходных тех­нологий?

5. Перечислите основные техники и технологии, направленные на лик­видацию последствий негативного воздействия на ОПС.