Научная статья на тему 'Скорость окисления нефтепродуктов в воде без добавления азота'

Скорость окисления нефтепродуктов в воде без добавления азота Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

CC BY
29
5
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Журнал
Гигиена и санитария
Scopus
ВАК
CAS
RSCI
PubMed
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Скорость окисления нефтепродуктов в воде без добавления азота»

Серьезные упущения наблюдаются и в практике проектирования санитарно-защитных зон. Нами в порядке ознакомления с состоянием проектирования защитных зон на Украине в послевоенный период были изучены проекты планировки городов и рабочих поселков в дзух крупных проектных организациях па Украине. Рассмотрены и проанализированы 54 проекта, в том числе 29 проектов шахтных поселков.

Прежде всего бросается в глаза большая пестрота рассмотренного материала как по характеру, так и по качеству проектирования сани-т а р но -защити ы х зон. В 25 проектах (главным образом проектах шахтных поселков) защитные зоны разработаны достаточно подробно, описаны в текстовой части проекта и обозначены на генеральной схеме. В другой группе проектов (10 проектов) авторы ограничиваются описанием защитных зон в пояснительной записке, не отражая их в генеральной схеме. В части рассмотренных проектов, напротив, санитарно-защитные зоны отмечены в схеме планировки, а в пояснительной записке не имеют отражения. В 12 проектах (из 54) оанитарно-защлт-ные зоны упоминаются только вскользь: не указываются размеры их, расположение и т. д. Наконец, в нескольких случаях, несмотря на наличие в районе, охватываемом тем или иным проектом, значительных источников загрязнения воздуха, о санитарно-защитных зонах вовсе не упоминается.

Совершенно недостаточно освещаются в некоторых проектах вопросы озеленения зон. Установление санитарно-защитных зон и благоустройство их — весьма важное гигиеническое мероприятие, поэтому проектные организации должны разрабатывать эти вопросы (в проектах планировки городов и рабочих поселков), а органы Государственной санитарной инспекции требовать их отражения в проектах и осуществления на практике. Если санитарно-защитные зоны не предусмотрены или недостаточно разработаны в проекте планировки, то тем более становится маловероятным создание зон в процеосе самого строительства.

Архитекторы и строители, проектируя санитарно-защитные зоны, должны предусматривать максимальное использование территории защитных зон под плодово-ягодны^ сады, огороды, декоративные посадки, питомники, водоемы и пр. Этим удается достигнуть того, что пространственный разрыв между источником выброса и жильем станет более рентабельным в экономическом отношении.

-А- -¿г -й-

А. И. Изъюрова

Скорость окисления нефтепродуктов в воде без добавления азота

Из Института общей и коммунальной гигиены АМН СССР

Из многочисленных работ как русских, так и иностранных авторов известно, что бактерии, фиксирующие азот, развиваются на многих углеродсодержащих веществах, в частности, на нефтепродуктах.

М. В- Федоров, изучая вопросы фиксации азота на разных веществах, нашел, что на 1 г углеродсодержащего радикала фиксируется до 20—25 мг азота атмосферы.

Работая по изучению бактериального окисления нефтепродуктов в воде, мы выяснили, что в водах, не содержащих азота, фосфора и калия (ЫРК), окисления нефтепродуктов не происходит. При достаточном количестве указанных питательных ¡веществ бактериальное окисление нефтепродуктов происходит очень успешно, и поверхность воды, имеющая неф-

тяную пленку толщиной до 2 .мм, совершенно очищается от нее за 1—2 месяца.

В дальнейшем нами было установлено, что процесс окисления нефтепродуктов может происходить и без азота, в (присутствии в воде фосфора и калия. Азот, необходимый для этого процесса, повидимому, фиксировался бактериями из воздуха.

Целью настоящей работы являлось исследование процесса биологического очищения воды от нефтяных загрязнений, находящихся ча поверхности ©оды, при добавлении всех питательных веществ в воду и при добавлении только фосфора и калия. В качестве исследуемого нефтепродукта было взято машинное масло.

Опыт был поставлен по следующей схеме:

1. Водопроводная вода+'машинное масло. 2. Водопроводная вода + РК + машинное масло. 3. Водопроводная вода + ЫРК + машинное масло.

Бактериальное окисление машинного масла при наличии питательных веществ и без последних

В каждом варианте опыта к 7 л водопроводной воды добавлялось 6,2 г машинного масла, которое образовывало на поверхности воды сплошной слой толщиной 1,5 мм- Для бактериального заражения прибавлялось ,по 15 мл бытовой сточной жидкости и 15 мл воды из-под прежних опытов с нефтяными маслами. Азот, фосфор и калий вносились в виде азотнокислого и фосфорнокислого калия в количествах, указанных в табл. 1.

Опыт проводился в условиях комнатной температурь:, которая колебалась от 18° до 2ЕР. Продолжительность опыта составляла 12 месяцев.

Наблюдения показали, что в сосуде с №К окисление нефтяного масла происходило быстро. Эти данные соответствовали результатам предыдущих опытов, опубликованных в печати. Поверхность воды совершенно очищалась от пленки через 1 '/а месяца (ом. рисунок, снятый через 28 дней после начала опыта).

В первом, контрольном, сосуде и в сосуде с фосфором и калием бактериальный процесс начался так же быстро, как и в сосуде с ЫРК. Через неделю на нефтяной пленке показались «окна» и много бактериальных тел, от которых вода слегка помутнела.

Через месяц на дне первого, контрольного, сосуда появилось небольшое количество бактериального детрита, в сосуде же с РК последнего было очень мало.

Через 3 месяца в контрольном сосуде масло равномерно распределилось по всей поверхности воды в виде отдельных капель, покрытых со всех сторон бактериями. Последние отрывались от масла неболь-

пгими желтоватыми пленочками и падали на дно, создавая к концу опыта слой бактериального детрита толщиной 1,5 см. Процесс окисления « концу опыта не заканчивался; на окисление оставшегося масла потребовался бы еще двухмесячный срок.

В сосуде с РК через 3 месяца после начала опыта нефтяного масла оставалось уже немного, бактериальная пленка длинной лентой шириной в 2 ом свисала от поверхности воды до дна. Такие пленки висели в течение 3 месяцев, затем они все опустились на дно, и через б'/а месяцев от начала опыта поверхность воды совершенно очистилась от масла. Бактериолог М. О. Перцовская выделила на среде Эшби в контрольном сосуде и в сосуде' с РК культуру азотобактерий, в сосуде с ЫРК последних не оказалось.

Расход азота и фосфора -в процессе окисления машинного масла в сосудах с ИРК и РК происходил следующим образам (табл. 1).

Таблица 1. Расход азота и фосфора на окисление машинного масла

^^ Дата исследования

1.1У 27. V 21.У11 30. IX 9 XII 2.111 6.1У

Исследуемая среда

Количество растворимых форм азота в мг/л

Водопроводная вода + машинное масло .............. 0,48 0,03 0 0,5 4,07 7,88 3,80

Водопроводная вода + РК + машин- 0,48 0 0 0 0,23 0,3 0,3

Водопроводная вода + КРКмашинное масло.......... 39,3 16,0 5,42 1,91 5,16 4,52 1,78

Фосфор в мг/л

Водопроводная вода + машинное масло.............. 0,25 0 0 0 0 0 0

Водопроводная вода -(- РК + машинное масло ............ 5,74 3,75 3,52 2,50 2,00 2,10 ',2

Водопроводнгя вода + ЫРК + машинное масло.......... 5,74 2,50 3,20 2,53 2,67 3,4 2,0

Из табл. 1 видно, что в сосуде с ЫРК в процессе • окисления масел происходило постепенное уменьшение растворимых форм азота. При этом в первый период, пока нефтепродукты оставались на поверхности воды, потребление азота из воды происходило быстро. Затем, когда машинное масло вместе с бактериальным детритом осаждалось на дно, расход азота уменьшался и скорость поглощения этого вещества снижалась.

Через 8 месяцев после начала опыта наблюдалось даже небольшое увеличение количества азота, повидимому, вследствие распада бактериального детрита, образовавшегося в процессе окисления нефтепродуктов.

В 1 сосуде, в который питательные вещества не вносились, азота в воде не наблюдалось в течение 5—6 месяцев, в дальнейшем азот не только появлялся, но происходило даже его накопление, несмотря на то, что часть машинного масла все еще находилась на поверхности

воды ¡в неразложившемся 'состоянии. Накопление азота здесь происходило, очевидно-, вследствие успешной фиксации азота из воздуха, который неполностью поглощался при бактериальном процессе окисления нефтепродуктов.

Почти та же картина наблюдалась и в сосуде с РК, хотя азот здесь накапливался слабее, чем в сосуде без питательных веществ-

Расход фосфора в разных сосудах происходил неодинаково. В контрольном .сосуде фосфора было мало — 0,25 мг/л, что на сосуд составляло 1,75 мг. Это количество фосфора поглощалось в начальном периоде опыта, и дальше он до конца опыта в воде не обнаруживался. Неомотря на малое содержание фосфора в этом сосуде, процесс окисления масел, хотя и медленно, но все же происходил, невидимому, за счет быстрого круговорота фосфора.

В сосуде с РК наличие фосфора наблюдалось в продолжение всего опыта, но содержание его (постепенно снижалось в связи с поглощением его размножающимися бактериями, участвующими в процессе окисления нефтяного масла.

В сосуде с КРК наиболее резкое снижение содержания фосфора наблюдалось в первый период, когда происходило наиболее интенсивное окисление масел, находящихся на поверхности воды. Затем, когда нефтепродукты опускались на дно, где скорость окисления их сильно снижается, значительного поглощения фосфора не наблюдалось, наоборот, заметно было даже увеличение его содержания в воде. Последнее объясняется освобождением фосфора из бактериального детрита :и переходом его в растворимую форму.

По данным А. Е. Пашковской, «биологическое закрепление фосфорной кислоты при разложении клетчатки наблюдается только в течение 10—20 дней, после чего процесс минерализации биологически поглощенной фосфорной кислоты начинает преобладать над связыванием ее в телах бактерий, и в субстрате резко повышается количество фосфорной кислоты. При разложении клетчатки повышение содержания фосфорной кислоты наступает только через 2'/г—3 месяца». Она указывает также, что минерализация биологически поглощенной фосфорной кислоты наступает раньше, чем минерализация азота, благодаря чему наблюдается расхождение кривых содержания азота и фосфора в субстрате. Освобождение биологически поглощенного азота в полевых условиях наступает значительно позже—через год (М. В. Федоров), а иногда и позднее. В наших опытах освобождение азота начиналось примерно через 8 месяцев.

После окончания опыта в осадках было произведено определение оставшегося еще не окисленного машинного масла. При этом оказалось, что в сосуде, в который не вносились питательные вещества, окислилось 4,28 г, в сосуде с РК — 3,63 г и с ЫРК — 3,06 г масла. Окисление меньших количеств масла при добавлении к воде РК и ЫРК объясняется тем, что в присутствии питательных веществ происходит интенсивное размножение микроорганизмов, разрушающих нефтепродукты, образующаяся бактериальная пленка падает на дно и увлекает за! собой неокисленные нефтепродукты'. Последние, находясь на дне, окисляются, как показали наши наблюдения, раз в 10 медленнее по сравнению с окислением их на поверхности воды.

Расчет количества азота и фосфора, необходимого для окисления 1 г машинного масла, мы сделали, исходя из расхода этих веществ за 6 месяцев опыта, т. е. за период, когда масло находилось на поверхности воды, и процесс окисления шел наиболее интенсивно. Величину окисления за последние 6 месяцев опыта, когда нефтепродукты находились на дне сосуда, где процесс окисления протекает медленно, мы в расчет не принимали.

В сосуде с ИРК общий расход азота за первые 6 месяцев опыта составлял 251,2 мг, количество окисленного за 12 месяцев машинного масла было 3,06 г; таким образом, расход азота на 1 г масла составлял примерно 82 мг; расход фосфора при тех же условиях был 11,3 мг.

Согласно этим несколько заниженным данным количество азота, необходимое для окисления 3,63 г масла в сосуде с РК, составляет 298 мг; количество азота, необходимое для окисления 4,28 г масла в контрольном сосуде, составляет 353 мг.

Фактически содержание азота в этих сосудах составляло 2,05 мг-Повидимому, недостающее количество азота было фиксировано бактериями из воздуха.

Одновременно с этим по такой же схеме и с таким же количеством питательных веществ проводился другой опыт; только вместо машинного масла бралась нефть в количестве 5,74 г на оосуд.

Процесс окисления нефти в сосуде с прибавлением ЫРК происходил так же быстро, как с машинным маслом, и через 2 месяца поверхность воды совершенно освобождалась от нефтяной пленки.

В сосудах, в которые питательные вещества не вносились, а также в сосудах с РК, через месяц после начала опыта вся нефть собралась в одну сторону и обросла гифами плесени РешсПНит-кистевик (по определению А. С. Разумов а). В этих сосудах происходил главным образом плесневый процесс окисления нефти, причем протекал он очень медленно: поверхность воды очищалась от нефти только через 12 месяцев.

Потребление питательных веществ здесь происходило следующим образом (табл. 2).

Таблица I Расход азота при окислении нефти (в мг/л)

Дата исследования Исследуемая среда 1.1У 27.IV 21 .VII 30 IX 9.XII 2.111 6.1У

Водопроводная вода-)-нефть . . . 0,48 0,10 0 0,04 0,40 0,52 0,60

Водопроводная вода + РК + нефть 0,48 0,03 0 0,04 0,10 0,08 0

Водопроводная вода + ОТК 4- нефть 39,3 17,1 9,33 3,81 7,75 8,03 29,3

В опытах с нефтью в сосуде с №К расход азота за 6 месяцев составлял 236,2 мг, после чего наблюдалось увеличение содержания его за счет разложения бактериального детрита. За год было окислено 3,8 г нефти. Следовательно, расход азота на 1 г нефти (без поправки на величины' окисления за вторую половину опыта, когда нефть находилась на дне) составляет приблизительно 62 мг. Величина эта значительно ниже, чем для машинного масла. Объясняется это тем, что для опытов бралась нефть с большим количеством легкой фракции, часть которой улетучивалась в воздух. Специальные наблюдения за испаряемостью этой нефти показали, что за 7 дней из навээхи в 50 г испарилось 32,6%-

Исходя из расчета, что при бактериальном окислении на 1 г теф-ти расходуется 62 мг азота, в сосуде с РК, где окислялось 3,64 г нефти, количество фиксированного азота должно равняться 226 мг, а в сосуде без внесения питательных веществ при 3,34 г окисленной нефти—207 мг.

Из приведенных данных видно, что при окислении нефтепродуктов в воде фиксация азота из воздуха соответствующими азотусвояющими бактериями происходит очень успешно. Следовательно, при биологической очистке воды от нефтепродуктов в присутствии достаточного количества фосфора даже без добавления азота можно добиться определенных результатов за счет деятельности бактерий, способных усваивать азот атмосферы.

Выводы

1. Процесс бактериального окисления нефтепродуктов в воде в присутствии достаточного количества фосфора и калия может проходить без дополнительного внесения азота, повидимому, за счет фиксации последнего из воздуха.

2. 'При добавлении азота, фосфора и калия окисление нефтепродуктов на поверхности воды в лабораторных условиях происходит в течение 1—2 месяцев; без внесения азота скорость окисления снижается в 4 раза.

3. При малых скоростях окисления нефтепродуктов, например, при нахождении их на дне водоемов, скорость окисления в присутствии фосфора и калия не зависит от добавления азота.

4. Недостаток фосфора (в 30 раз меньше, чем нужно для бесперебойного процесса) при наличии остальных питательных веществ вызывает снижение скорости окисления нефтепродуктов в воде примерно в 10 раз.

* -к Ъ

Я. Э. Нейштадт

«г^ -

^ Эритемные люминесцентные лампы

«к

Из Научно-исследовательского санитарного института имени Эрисмана

Проблема применения люминесцентных ламп, содержащих в своем спектре, наряду с видимым, также и ультрафиолетовое излучение, имеет огромное гигиеническое значение.

Гигиенические требования к солнечным люминесцентным лампам были изложены в нашем докладе на I пленуме Комитета по гигиене освещения при Академии медицинских наук СССР в мае 1947 г.

Для массового распространения эритемных ламп необходимо нормировать величину ультрафиолетового излучения в них.

В 1950 г. при разработке технических условий в светотехнической комиссии при Академии наук СССР на изготовление солнечных ламп сделано лишь общее указание о том, что соотношение между световым и эритемным потоками должно обеспечивать (при освещенности в 300 лк) 0,1 эритемной дозы при 8-часовом ежедневном облучении.

Нам представляется, что определение режима применения, как солнечных люминесцентных ламп, обладающих одновременно световым и ультрафиолетовым излучением, так и собственно эритемных ламп, имеющих преимущественно эритемное излучение, должно базироваться на исследованиях ультрафиолетового излучения солнца в различных широтах.

Для решения этой задачи можно использовать многолетние наблюдения над солнечным ультрафиолетовым излучением по Ленин-

1*сук?ЧШри ВДЩГейЬ1 17

БИБ-ГИО^КА Манстерст-а драт.»*»*«.

СССР

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.