Научная статья на тему 'Экологические проблемы разработки, применения и утилизации водорастворимых технологических смазочных средств'

Экологические проблемы разработки, применения и утилизации водорастворимых технологических смазочных средств Текст научной статьи по специальности «Экологические биотехнологии»

CC BY
139
26
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по экологическим биотехнологиям, автор научной работы — Шульга Г. И., Шульга Т. Г.

Рассмотрены экологические проблемы разработки, применения и утилизации новых водорастворимых технологических смазочных материалов типа РВ (РВ-3УМ, РВ-8, РВ-10), содержащих фрактальные структуры. После механической обработки при попадании в почву данные отработавшие материалы не оказывают вредного воздействия на окружающую среду. Ил. 1. Табл. 6. Библиогр. 17 назв.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по экологическим биотехнологиям , автор научной работы — Шульга Г. И., Шульга Т. Г.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Ecological problems of development, use and utilization of water soluble lubricants for technics

Ecological problems of development, utilization and application of water. Soluble lubricating materials like Rotation extraction (RE) (RE-3) universal modernized (UM), rotation extraction (RE-8, RE-10) containing fractal structures have been examined. After mechanical treatment these used materials do not affect harmfully the environment.

Текст научной работы на тему «Экологические проблемы разработки, применения и утилизации водорастворимых технологических смазочных средств»

2. СанПиН 2.1.4.1074-01. «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества» — М., 2001

3. Методические указания по обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции

растиниеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов.— М.: Минсельхозпрод РФ, 1995. -16 с.

4. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей природной среды в Ростовской области в 1995-2005 годах».— Ростов-на-Дону, 1996-2006.

Новочеркасская государственная мелиоративная академия

5 июня 2008 г.

УДК 621.8

ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ РАЗРАБОТКИ, ПРИМЕНЕНИЯ И УТИЛИЗАЦИИ ВОДОРАСТВОРИМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СМАЗОЧНЫХ СРЕДСТВ

© 2008 e. r.H myjibea, T.L myjibea

Ecological problems of development, utilization and application of water. Soluble lubricating materials like Rotation extraction (RE) (RE—3) universal modernized (UM), rotation extraction (RE—8, RE—10) containing fractal structures have been examined. After mechanical treatment these used materials do not affect harmfully the environment.

Введение

В современном машиностроении, судостроении, автомобилестроительном, военно-промышленном, энергетическом, строительном комплексах при механической обработке материалов используют смазочно-охлаждающие технологические средства (СОТС), которые в своем составе содержат значительное количество минеральных масел, нефтепродуктов, поверхностно-активных веществ (ПАВ). При попадании в окружающую среду такие СОТС негативно влияют на микробные сообщества почвы, растения, биоценозы водоемов, животных, человека.

Современная химическая промышленность выпускает широкий ассортимент синтетических поверхностно-активных веществ (СПАВ)— детергентов [1, 2]. Детергенты являются основными компонентами препаратов бытовой химии (ПБХ)— моющих, чистящих и пеномоющих средств, которые в широком масштабе применяют в быту. Возрастающее производство и использование ПАВ при производстве СОТС в различных отраслях промышленности, а также быту повышают вероятность возможного неблагоприятного воздействия детергентов на здоровье населения и окружающую среду.

Загрязнение почвы СОТС, содержащих в своем составе минеральные масла, ПАВ, нефтепродукты, приводит к изменению численности физиологических групп микроорганизмов и интенсивности протекания микробиологических процессов. Ингибируется активность окислительно-восстановительных процессов, развиваются микроорганизмы эколого-трофических групп,

ухудшается азотный режим почвы, что приводит к угнетению роста растений, а при значительных концентрациях к их отмиранию.

Анионные ПАВ при высоких нагрузках ускоряют транслокацию в растения токсикантов. На растения ПАВ действуют в основном токсически. Анионные ПАВ могут тормозить синтез хлорофилла в зародышах зерна. Вредное действие ПАВ на растения зависит от концентрации действующего вещества и продолжительности воздействия. При низких концентрациях некоторые ПАВ могут оказывать благоприятное воздействие на развитие растений.

Компоненты СОТС, присутствующие в производственных стоках, являются опасными для здоровья человека веществами, обладающие канцерогенными и мутагенными свойствами. ПАВ замедляют самоочищение воды от нефтепродуктов, тормозят распад канцерогенных веществ, угнетают процессы биохимического потребления кислорода. Синтетические поверхностно-активные вещества (СПАВ) также ухудшают состояние водоемов, оказывают отрицательное действие на санитарное состояние очистных сооружений.

На организм человека, животных, качество природных вод и водные экосистемы ПАВ оказывают широкий диапазон отрицательного воздействия.

Актуальной проблемой являются вопросы разработки, применения новых экологически безопасных СОТС и их утилизации. Очевидна необходимость охраны почвы, водных ресурсов, атмосферного воздуха и других объектов окружающей среды от загрязнений ПАВ.

Разработка технологий экологически безопасных функциональных водорастворимых технологических

смазочных средств основывается на фрактальном материаловедении, базирующемся на принципах синергетики и теории фрактальной геометрии. Основоположником синергетики Г. Хакеном, выделена триада, контролирующая процессы самоорганизации: нелинейность — когерентность — открытость. В термин синергетика Г. Хакен вложил смысл греческого слова «синергос», означающее содействие, сотрудничество, кооперацию (коллективные эффекты) [3]. Процессы самоорганизации, устойчивости и распада различных структур в системах, далеких от равновесия, являются общими для живой и неживой природы. Общность заключается в том, что биологическим, физическим и другим процессам, протекающим вдали от термодинамического равновесия, свойственны неравновесные фазовые переходы. Введенное Б. Б. Мандельбротом понятие фрактальной геометрии «фрактал» является объективным отражением принципов синергетики [4]. Понятие «фрактал» происходит от слова «fractional»— дробный. Фракталы, кроме свойств самоподобия, обладают универсальностью, заключающейся в инвариантности к природе объекта.

Фрактальные структуры обладают всеми свойствами живой клетки, так как они способны к сомоподобному размножению на различных пространственных уровнях, обладают свойствами адаптации к внешнему воздействию, способны к самоуправлению путем перестройки структуры в критических точках.

Фрактальные лигандные кластеры, содержащиеся в универсальных водорастворимых технологических смазочных материалах (УВТСМ) типа РВ (РВ-3УМ, РВ-8, РВ-10), позволяют решать проблему экологической безопасности путем встраивания живой клетки в данную структуру [5—8]. Смазочные материалы типа РВ (ротационная вытяжка) обладают также стойкостью к воздействию аэробных бактерий и плесневых грибов. В противном случае происходит разрушение смазочного материала и ухудшение его эксплуатационных свойств.

Диссипативные структуры являются высоко-упорядоченными, самоорганизующимися образованиями в системах, далеких от равновесия; требуют постоянного притока энергии извне и связаны с условиями обмена энергией и веществом с окружающей средой. Создание функциональных технологий предполагает получение в смазочном материале фрактальных лигандных структур, а в зоне контакта инструмент— обрабатываемое изделие диссипативных самоорганизующихся структур, повышающих долговечность инструмента и улучшающих качество обрабатываемых изделий.

При встраивании клетки живого организма в структуру смазочного водорастворимого технологического материала типа РВ образуются фрактальные структуры, обладающие отрицательным электрическим зарядом. В электрическое поле таких структур могут попадать живые клетки аэроб-

ных бактерий и удерживаться в нем посредством двойного электрического слоя поверхности клетки. В качестве питательной среды живые клетки аэробных бактерий могут использовать ПАВ растительных масел, стабилизирующие фрактальные кластеры. Увеличение численности аэробных бактерий по объему смазочного материала ограничивается электрическим полем фрактальных кластеров. При попадании сообществ аэробных бактерий в пищевые цепи водной и почвенной экосистем они, в свою очередь, являются пищей для микроорганизмов, стоящих выше по пищевой цепи.

Фрактальные кластеры, содержащиеся в УВТСМ типа РВ, представляют конденсационно-кристаллизационные структуры, стабилизированные ПАВ. Управление процессами конденсационного структурообразования связано с использованием ПАВ, адсорбционного модифицирования, избирательного торможения роста структур и коллоидной стабилизации, препятствующей коагуля-ционному сцеплению или непосредственному срастанию частиц.

Методика эксперимента

При исследовании почвы определяли: структурное состояние, плотность из рассыпного образца, плотность твердой фазы, пористость, влажность почвы. Структурное состояние почвы определяли методом «сухого» агрегатного анализа [9—11]. Метод состоит в просеивании образца почвы через колонку сит различного диаметра 10; 7; 5; 3; 1; 0,5; 0,25 мм. Почву просеивали небольшими порциями 100—200 г. После просеивания и разделения на фракции, взвешивали на техно-химических весах и рассчитывали ее содержание в процентах от массы воздушно-сухой почвы по формуле

М = К,/т) 100 %,

где тфр—масса каждой фракции, г; т0—масса образца нерастертой воздушно-сухой почвы, г.

По результатам агрегатного анализа вычисляли коэффициент структурности и делали вывод о структурном состоянии почвы по шкале оценки структурного состояния почвы:

к = Шфр .(0,25 - М) тфр < 0,25 + Шфр > 10'

где тфр(0,25—10)—масса фракций, прошедших через сита размером 0,25—10 мм, г; Шфр<0,25 и Шфр > 10 — масса фракции, прошедшей через сито диаметром 0,25 мм и масса фракции размером более 10 мм.

Плотность твердой фазы почвы определяли пикнометрическим способом. В колбу на 500 мл наливали 250 мл дистиллированной воды, кипятили в течение 30 мин. В колбу на 100 мл наливали кипяченую воду, измеряли температуру и

взвешивали на аналитических весах; затем выливали больше половины объема воды и всыпали в нее навеску почвы. Колбу с водой и почвой кипятили 30 мин для удаления воздуха, доливая дистиллированную воду по мере выкипания до половины ее объема. После кипячения колбу охлаждали до комнатной температуры, доливали кипяченую, охлажденную воду до метки и взвешивали на аналитических весах. Плотность твердой фазы d, г/см3, почвы вычисляли по формуле

_ a ■100 _ 100 + WT'

где А — навеска сухой почвы, г; а — навеска воздушно-сухой почвы, г; W — гигроскопическая влажность, %; В — масса мерной колбы с водой, г; С — масса мерной колбы с водой и почвой, г.

Пористость почвы определяется ее структурностью, и зависит от плотности, механического и минерального состава. На технохимических весах взвешивали мерный цилиндр, насыпали в него почву из нерастертого образца, уплотняли по мере наполнения. Определяли объем почвы в цилиндре, зная его диаметр и высоту слоя почвы. Взвешивали цилиндр с почвой и проводили необходимые расчеты. Плотность почвы dv, г/см3, рассчитывали по формуле

_ A ■100 ; v _ (100 + W ) V'

V _ п ■ r2 ■ h,

где А — масса влажной почвы, г; V — объем почвы, см3; W — влажность почвы, %; r — радиус цилиндра, см; h — высота насыпного слоя почвы, см.

На основании плотности твердой фазы рассчитали общую пористость почвы по формуле

Ро6щ _(1 - djd) 100 %,

где d — плотность твердой фазы почвы, г/см3; dv — плотность почвы, г/см3.

Для определения влажности на технохимичес-ких весах взвешивали отобранный образец почвы, взвешенную почву раскладывали на лист бумаги и высушивали до воздушно-сухого состояния 2—3 дня, затем собирали ее и взвешивали на технохимических весах. Влажность почвы рассчитывали по формуле

W _(Лт/тш ) 100 % ,

где Лт = твя— тнач; твя — масса отобранного образца почвы, г; тнач — масса почвы высушенной до воздушно-сухого состояния, г.

Величину концентрации ионов водорода pH почвенного раствора определяли на ионо-мере ЭВ—74, с комплектом стеклянных электродов.

Для диагностики группового и частичного видового состава микронаселения почвы использовали метод посева на жидкие питательные среды [12]. Посев производили в чашках Петри с агаровыми пластинками. Для проращивания чашки помещали в термостат при температуре 25-30 °С на 5-7 суток до появления видимых колоний. Количество гетеротрофов учитывали на мясопептонном агаре (МПА); микроорганизмов, усваивающих минеральные формы азота— крахмало-аммиачном агаре (КАА); алигокарбофилов— голодном агаре (ГА); микроскопических грибов— среде Чапека.

МПА имеет рН среды 7,2-7,4; в состав входит: 1% пептона, 0,5% ШС1, 0,2 г— 2% агар-агара. КАА состоит из: 1 г крахмала, 0,2 г— ^Н4)^04, 0,1 г— К2НР04, 0, 1 г—MgS04•7H20, 0,3 г— СаС03 и 1,5 г— агар-агара. ГА имеет рН 5,9-6,1; состоит из: 3% агара на изотоническом растворе 3 г— №С1, 100 мл Н20, 1,5 г— агара. Среда Чапека имеет состав: 0,2 г— №N0^ 0,05 г— КН2Р04, 0,05 г— КС1, 0,001 г—FeS04•7H20, 3 г— сахароза, 100 мл дистиллированной воды. Для приготовления агаризованной среды добавляли 15 г— агар-агара на 1000 мл раствора.

Посев в чашки Петри осуществляли методом предельных разведений для выделения чистой культуры бактерий. На агаризованную среду с помощью платиновой петли наносили каплю бактериальной суспензии и размазывали ее по поверхности. Опытные образцы почвы были обработаны 2 %-м водным раствором смазочных материалов типа РВ. Длительность эксперимента 420 дней. Учет численности микроорганизмов проводили через 90, 180, 270, 360, 420 дней инкубирования подсчетом выросших колоний на агаризованной среде. Пересчет количества выросших колоний микроорганизмов на 1 г почвы производили по формуле

в • г

где а - число колоний, выросших на чашках Петри; 20 - объем приготовленный почвенной вытяжкой, мл; в - объем посеянной на чашку Петри почвенной вытяжки, мл; г - навеска почвы, взятой для приготовления вытяжки, г.

На основании полученных экспериментальных данных построены графики зависимостей числа микроорганизмов от времени инкубации в почве без добавки и с добавкой УВТСМ РВ-3УМ, произведена компьютерная аппроксимация полученных результатов экспериментов.

Результаты и обсуждение

По оценке структурного состояния почва имела удовлетворительное состояние: коэффициент структурности К = 46,2; плотность почвы из рассыпного образца 1,17 г/см3; плотность твердой фазы 2,58 г/см3; общая пористость 54 %; влажность 23 %; рН = 8.

В зависимости от условий инкубации, поступления органических веществ микроорганизмы фактически проходят пять фаз развития. Наблюдали за микроорганизмами почвы до и после ее обработки смазочным материалом РВ—3УМ в течение 420 сут инкубации. Первая фаза задержки роста происходила в течение, примерно, 90 сут; вторая фаза логарифмического роста протекала ориентировочно 45 сут; фаза замедленного роста — около 30 сут; стационарного роста — примерно 35 сут; фаза отмирания— более 200 сут.

Наиболее характерной фазой, описывающей поведение микроорганизмов при попадании дополнительных питательных веществ, в частности, смазочного материала РВ—3УМ, является фаза логариф-

мического роста. Произведен расчет [13—15] основных показателей изменения поведения микроорганизмов в почве, который представлен в табл. 1. При введении смазочного материала РВ—3УМ в почву возросло число генераций микроорганизмов п в 1,2—2,1 раза. Продолжительность генераций микроскопических грибов сократилась до т =8,021 сут, олигокарбофилов до т =4,81 сут, актиномицетов до т =10,27 сут, гетеротрофов до т =9,058 сут, что в 1,15—2,1 раза меньше продолжительности генераций микроорганизмов в почве без РВ—3УМ. Число клеточных делений в сутки V увеличилось в 1,15—2,1 раза. Скорость роста микроорганизмов т в сравнении с микроорганизмами, находящимися в необработанной почве, возросла в 1,5—2 раза.

Таблица 1

Фаза логарифмического роста почвенных микроорганизмов

Почвенная микрофлора

Контрольный образец почвы

ц, сут.'

т, сут.

V ,сут.

Почва с 2 %-м водным раствором РВ-3УМ

Ц, сут.

т , сут.

V ,сут.

Микроскопические грибы (среда Чапека) Олигокарбофилы (ГА)

Актиномицеты (КАА)

Гетеротрофы (МПА)

2,68

4,809

3,783 4,017

0,041

0,074

0,058 0,062

16,866

9,376

11,895 11,051

0,059

0,106

0,084 0,092

5,61

9,355

4,388 4,967

0,086

0,144

0,067 0,076

8,021

4,81

10,27 9,058

0,124

0,207

0,097 0,11

МО7

100 150 200 250 300 350 400

Время инкубации, сут. а)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

S Л

<D

Ё а ю

о

4

о

5

£г

мо5

МО8

мо6

1105

мо"

50 100 150 200 250 300 350

Время инкубации, сут.

400 450

Рис. 1. Изменение численности экологических групп микроорганизмов в контрольных образцах почвы (а) и при обработке почвы 2 %-м водным раствором смазочного материала РВ—3УМ (б): 1 — микроскопические грибы (среда Чапека); 2 — олигокарбофилы (ГА); 3 — актиномицеты (КАА); 4 — гетеротрофы (МПА). Фазы развития: I— задержки роста (лаг-фаза); II— логарифмического роста; III— замедления роста; IV— стационарного роста; V— отмирания

(эндогенного дыхания)

n

n

Таблица 2

Полиномы аппроксимированных кривых численности экологических групп микроорганизмов в контрольных образцах почвы

Почвенная микрофлора Полиномы аппроксимированных кривых численности почвенных микроорганизмов

Микроскопические грибы (среда Чапека) Олигокарбофилы (ГА) Актиномицеты (КАА) Гетеротрофы (МПА) у = Г10-5-х6 - 2-10-2-х5 + 1,275 •Ш^х4 - 4,082-103-х3 + +6,828• 105х2 - 6 • 107х + 2 • 109 у = 4-10-5-х6 - 6,4Г10-2-х5 + 4,313-101-х4 - 1,343403-х3 + +2 -106-х2 - 2 -108-х + 6 -109 у = 5-10-6-х6 - 8,2-10-3-х5 + 5,312-х4 - 1,723 • 103-х3 + +2,922 -105-х2 - 2 -107-х + 8 -108 у = -110-5х5 + 1,42-10-2х4 - 6,446-х3 + 1,253-х2 --9,461104-х + 3106 где у - число бактерий в 1 г почвы; х - время инкубации; Я = 0,08 см, Я - радиус колонии, см.

Таблица 3

Полиномы аппроксимированных кривых численности экологических групп микроорганизмов при обработке почвы 2 %-ым водным раствором смазочного

материала РВ-3УМ

Почвенная микрофлора Полиномы аппроксимированных кривых численности почвенных микроорганизмов

Микроскопические (среда Чапека) Олигокарбофилы (ГА) Актиномицеты (КАА) Гетеротро фы (МПА) у = 9-10-8-х6 - 2-10"V + 1,068 • 10-1-x4 - 3,682 ■101-x3 + +6,558 • 106-x2 - 5,553-10sx + 2 • 107 у = -2-10-5-х5 + 2,28-10-2х4 - 1,038-101-х3 + 2,02-103-x2 -+1,484 -108-x + 3 10-6 у = -2'10-5-х5 + 1,93-10-2х4 - 8,386-x3 + 1,468-103-х2 -+7,303x + 2.859 405 у = 2-10-5-х5 - 2,21-10-2-х4 - 1,004-101-х3 + 1,964 •103-x2 --1,474 -105-х + 3406, где у - число бактерий в 1 г почвы; x - время инкубации; R = 0,08 см.

Наибольшая удельная скорость роста микроорганизмов наблюдается в почве, обработанной РВ-3УМ, в сравнении со скоростью роста микроорганизмов в исходной почве. Удельная скорость роста микроскопических грибов увеличилась в 2,1 раза, олигокарбофилов — в 2,0 раза, актиномицетов и гетеротрофов, примерно, в 1,2 раза. При этом наибольшая скорость роста ц = 0,144 сут-1 наблюдалась у олигокарбофилов, наименьшая скорость роста ц =0,067 сут-1— у актиномицетов.

На рис. 1 также представлены графики изменения численности экологических групп микроорганизмов в контрольных образцах почвы и при обработке почвы 2 %-м раствором смазочного материала РВ-3УМ.

В исходной почве наблюдалось наибольшее количество актиномицетов и олигокарбофилов по сравнению с микроскопическими грибами и гетеротро-фами. Произведена компьютерная аппроксимация полученных экспериментальных данных, которая представлена в табл. 1-3. Из рис. 1 б следует, что

изменение численности микроорганизмов при обработке почвы 2 %-м смазочным материалом РВ-3УМ на 180 день инкубации количество микроскопических грибов в сравнении с их численностью в исходной почве, увеличилось в 48,3 раза; олигокарбофилов— в 77,97 раза; актиномицетов— в 12,1 раза; гетеротрофов— в 10,2 раза [16, 17].

На 180-е сут испытаний наблюдали максимальное значение численности микроорганизмов. Численность олигокарбофилов составляла 2,62 108; микроскопических грибов — 8,6-107; актиномицетов — 5,0-107; гетеротрофов — 3,05-107. Наименьшее значение численности наблюдали на 420-е сут испытаний: олигокарбофилов — 2,57-104; актиномицетов — 1,85-105; гетеротрофов — 4,3-105; микроскопических грибов — 7,84-105. На 420-е сут инкубации произошло резкое снижение численности индикаторных микроорганизмов в опыте по сравнению с контрольными значениями их численности.

Таблица 4

Изменение численности микроорганизмов в почве в зависимости от площади

попадания РВ—3УМ

Почвенная микрофлора Число микроорганизмов в 1г почвы

Почва без РВ-3УМ 0,5 м2 2 м2 4,5 м2 8 м2 12,5 м2

Микроскопические грибы (среда Чапека) Олигокарбофилы (ГА) Актиномицеты (КАА) Гетеротрофы (МПА) 1,78-106 3,36-106 4,13-106 3,06-106 8,6-107 2,62-108 5,0-107 3,05-107 2,3-107 6,8-107 1,55-107 9,89-106 1,1107 3,2-107 9,22-106 6,08-106 7,04-106 1,9-107 6,99-106 4,74-106 5,14106 1,3107 5,96-106 4,12-106

Таблица 5

Изменение периода биодеградации микроорганизмов при попадании в почву 20 л 2 %-го водного раствора РВ-3УМ

Площадь, м2 Период биодеградации

микроорганизмов, дни

2,0 113,0

4,5 50,0

8,0 28,0

12,5 18,0

Наблюдения за изменением численности микроорганизмов почвы в течение 420 дней позволили сделать вывод о биодеградации 2 %-го смазочного материала РВ—3УМ в почве, который вызывал «упругую» дегенерацию почвенной экосистемы.

Данные эксперименты показали, что органическая часть материала РВ—3УМ является питательной средой для почвенных микроорганизмов. Подтверждено предположение о возможности встраивания РВ—3УМ 2 %-ой концентрации в пищевую цепь почвенной экосистемы, не нарушая ее биоценоза.

Исследования влияния смазочного материала РВ—3УМ на численность микроорганизмов в почве производили из расчета попадания 20 л 2 %-

го водного раствора РВ—3УМ на 1 м2 почвы, что соответствует концентрациям при работе с использованием УВТСМ типа РВ при механической обработке. На основании полученных данных составлены рекомендации по утилизации смазочного материла РВ—3УМ с минимально возможным воздействием на окружающую среду. В табл.

4 приведены изменения численности микроорганизмов в 1 г почвы под воздействием на нее 2 %-го раствора РВ—3УМ, при попадании материала на различные площади почвы.

При увеличении площади почвы, воспринимающей антропогенную нагрузку в виде воздействия смазочного материала РВ—3УМ, уменьшается соответственно время биодеградации. В табл.

5 приведены изменения периода биодеградации в соответствии с изменением площади почвы, воспринимающей воздействие от попадания РВ— 3УМ.

В табл. 6. показано изменение численности микроорганизмов при попадании различных концентраций РВ—3УМ в почву.

Численность микроорганизмов в почве, а также период биодеградации смазочного материала РВ—3УМ зависят от его концентрации, попадающего в почвенную экосистему. В производстве используется 2 %-ый смазочный материал РВ—3УМ. При сбросе в почву на полигоне концентрацию РВ—3УМ можно снижать, разбавив его водой.

Таблица 6

Изменение численности микроорганизмов при попадании различных концентраций РВ—3УМ в почву

Почвенная микрофлора Число бактерий в 1 г почве

Контрольная почва При концентрации РВ-3УМ, %

2 1 0,5 0,2 0,02

Микроскопические бактерии (среда Чапека) 1,78106 8,6-107 4,37407 2,3407 1,02107 2,6406

Олигокарбофилы (ГА) 3,36-106 2,62408 1,3 108 6,8-107 2,9407 5,94-106

Актиномицеты (ККА) 4,13 • 106 5,0407 2,7407 1,55107 8,7406 4,58406

Гетеротрофы (МПА) 3,03-106 3,05407 1,67107 9,89406 5,77406 3,3406

Выводы

На основании проведенных исследований выданы следующие рекомендации по утилизации отработавших растворов РВ—3УМ:

— при утилизации ВТСМ РВ—3УМ увеличивать площадь, на которую сбрасывается материал; разлив РВ—3УМ проводить равномерно по всей территории полигона;

— площадь полигона разбить на квадраты и производить повторный слив отработавшего смазочного материала РВ—3УМ после истечения периода биодеградации для этой площади; для сокращения периода биодеградации РВ—3УМ возможно разбавление материала водой;

— при больших объемах использования смазочного материала РВ—3УМ применять безотходную технологию и утилизацию, соблюдая сроки и периоды биодеградации материала в почве.

Литература

1. Мудрый И. В. О возможном нарушении ПАВ эколого-гигиенического равновесия в условиях комплексного антропогенного загрязнения окружающей среды // Гигиена и санитария.— 1995.— № 3.— С. 35-37.

2. Мудрый И. В. Гигиена почвы в условиях орошения земледельческих угодий сточными водами, содержащими поверхностно-активные вещества // Гигиена и санитария.— 1990.— № 8.— С. 27-30.

3. Иванова В. И. Синергетика: Прочность и разрушение металлических материалов.— М.: Наука, 1992.— 160 с.

4. Mandelbrot B. B. The fractal geometry of nature.- N. Y.: Freeman, 1983.— 480 р.

5. Шулъга Г. И. Функциональные водорастворимые технологические смазочные средства для обработки материалов.— Ростов н/Д.: Ред. ж. «Изв. вузов. Сев. -Кавк. регион», 2004.— 212 с.

6. Шулъга Г. И. Функциональные водорастворимые технологические смазочные материалы, содержащие фрактальные кластеры // Проблемы электрохимии: Матер. Междунар. науч. -техн. конф. , г. Новочеркасск, 16-19 мая 2006 г / Юж. -Рос. гос. техн. ун-т (НПИ).— Новочеркасск: ЮРГТУ, 2006.— С. 236-241.

7. Шулъга Г. И. , Шулъга Т. Г. Трибологичес-кие и экологические проблемы применения водорастворимых технологических смазочных средств при механической обработке материалов // Новые технологии управления движением технических субъектов: матер. 3-й Междунар. науч. -техн. конф.— Ростов-на-Дону: Изд. СКНЦ ВШ, 2000.— С. 173-177.

8. Шулъга Т. Г. Особенности влияния водорастворимых технологических смазочных материалов на почву и воду // Изв. вузов. Сев.- Кавк. регион. техн. науки.- 2001.— № 2.— С. 100-102.

9. Практикум по почвоведению /под ред. И. С. Кауричева.- 3-е изд. , перераб. и доп.— М.: Колос, 1980. -272 с.

10. Руководство к практическим занятиям по микробиологии: практическое пособие / под ред. Н. С. Егорова.— -2-е изд.- М.: Изд-во Моск. унта, 1983.— 220 с.

11. Сергиенко Л. П. Методические указания к лабораторным работам по курсу «Почвоведение».— Новочеркасск: ЮРГТУ, 1999. -16 с.

12. Мишустин В. И. Ассоциции почвенных микроорганизмов.— М.: Наука, 1975.— 105 с.

13. Паников Н. С. Кинетика роста микроорганизмов: Общие закономерности и экологические приложения.— М.: Наука, 1992.— 311 с.

14. Волътера В. Математическая теория борьбы за существование.— М.: Наука, 1976. -286 с.

15. Гуревич Ю. Л. Устойчивость и регуляция размножения в микробных популяциях.— Новосибирск: Наука, 1984. -160 с.

16. Шулъга Т. Г. , Сергиенко Л. П. Экологическое воздействие некоторых водорастворимых технологических смазочных материалов типа РВ на микробные сообщества почвы // Экономика и политика в области природообустройства: матер. V Междунар. науч. -практ. студен. конф. / Рост. гос. экон. акад.— Ростов н/Д., 1999.— С. 118-119.

17. Шулъга Т. Г. , Сергиенко Л. П. Применение биотестирования для оценки биодеградации смазочных материалов в почве // Современная техника и технологии в медицине и биологии: матер. Междунар. науч. -практич. конф.— Новочеркасск, 25 декаб. 2000 г.: в 2 ч. / Юж. -Рос. гос. тех. ун-т.— Новочеркасск: НАБЛА, 2001.— Ч. 1.— С. 37-40.

Южно-Российский государственный технический университет

(Новочеркасский политехнический институт) 5 июня 2008 г.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.