Очистка почвы от загрязнений
Может случиться, что земля на загородном участке будет сильно загрязнена прорвавшимися из септика сточными водами, удобрениями, смытыми весной с полей, дизтопливом и т.д. Неочищенная почва на долгое время станет источником постоянного токсического заражения всего, что с ней соприкасается. Первое, что страдает от загрязнений в грунте — садовые и декоративные растения, а также неглубокие источники воды, которыми Вы пользуетесь. Иногда такое заражение ничем себя внешне не проявляет и действует незаметно. Некоторые вредные вещества способны накапливаться в организме и лишь по прошествии времени оказывают негативное воздействие на здоровье.
Если существуют сомнения в химической и бактериологической чистоте загородного участка, надо сделать лабораторный анализ почвы, овощей и фруктов, собираемых с дачных плантаций, и воды. Воду необходимо проверить, если она попадает в дом из мелких и средних по глубине источников — колодцев, песчаных скважин. Чрезмерное количество некоторых химических соединений или уровень кислотности почвы может отрицательно влиять на сохранность бетонных, металлических и прочих подземных конструкций.
Конечно, почва как часть биосферы стремиться естественным образом нейтрализовать чужеродные для нее вещества и соединения. Но этот процесс занимает очень много времени. При слишком высокой концентрации загрязнений механизм естественного природного очищения и восстановления может не работать.
экспресс-анализ почвы на загрязнения
Существуют эффективные технологии по очистке хозяйственно-бытовых стоков. Но как вернуть верхнему слою почвы его плодородные свойства и экологическую чистоту? Рассмотрим современные методы восстановления естественных природных качеств грунта.
Способы очистки почвы от загрязнений
По принципу действия методы очистки почвы делятся на три типа:
- химические
- физические
- биологические
Не все из перечисленных способов из-за своей радикальности подходят для восстановления экологии загородного участка и применяются для решения масштабных промышленных задач. Но возможны ситуации, когда лишь таким способом можно очистить землю от посторонних веществ — например, случайно пролили бочку солярки для котла отопления — и затем вернуть ее к жизни с помощью рекультивации. Часть методов производят сложное воздействие на почву и могут быть отнесены сразу к двум типам. Химический метод очистки почвыхимическая очистка почвы При химической очистке почвы от загрязнений используется метод промывки. Делаются специальные растворы из поверхностно-активных веществ или растворы, содержащие сильные окислители — активный кислород, хлорсодержащие соединения, а также щелочные растворы. Выщелачивание осуществляется с помощью 2%-ого раствора соляной кислоты. При выщелачивании содержание тяжелых металлов (цинк, свинец, кадмий, никель, медь, мышьяк) снижается на 85-95%. Так как при промывке растворы попадает в почву, непосредственно проникая во все поры между частицами, эффективность данного метода очень высокая. После очистки промывкой следует сделать рекультивацию почвы. Недостатки метода: нужна очистка почвы от соединений хлора. Метод не подходит для очистки большого объема грунта. Физико-химические методы очистки почвы Самый простой физический метод восстановления почвы — снять верхний слой и заменить его чистым, незараженным. Но не всегда есть возможность найти достаточное количество свободной и плодородной почвы. Электрофизический метод очистки — используется для удаления из почвы нефтепродуктов, фенолов и хлорсодержащих углеводородов. В основе метода лежит эффект электролиза воды при прохождении электрического тока через почву. Сложные загрязняющие соединения при таком воздействии активно окисляются и распадаются на менее вредные простые составляющие. Метод электрофизической очистки позволяет очищать почву от опасных соединений на основе свинца, ртути, кадмия, мышьяка и т.д. схема электрохимической очистки почвы (метод электролиза) В зависимости от условий в грунте и использованного дополнительного оборудования кроме электролиза могут быть использованы другие варианты метода: электрокоагуляция, электрохимическое окисление, электрофлотация, электроосмос, электрокинетический метод и некоторые другие. Практически все перечисленные способы электроочистки почвы технически сложны и дороги. Термический метод очистки почвы Термический метод очистки можно отнести к физическому. В зависимости от типа загрязнений нагрев может производиться как на воздухе, так и в вакууме — в специальных герметичных установках. Метод применяется для освобождения почвы от нефтепродуктов, масел, бензина, от некоторых цветных металлов, от галогеносодержащих и органических соединений. Углеводороды выгорают при нагреве материала до + 800 С. Восстановить свойства почвы после такого воздействия можно добавлением компоста или минеральных удобрений. Существуют не только стационарные, но и передвижные термические установки на автомобильном шасси. Во всем мире ежегодно термическим методом очищаются миллионы тонн почвы. термическая очистка почвы Очень сильный нагрев до сплавления частиц почвы проводится с помощью электродов, опускаемых в землю. Данный электро-термический метод используется для связывания в невымываемые грунтовыми водами формы таких опасных загрязнителей, как тяжелые металлы и радионуклиды. Биологические методы очистки почвы Фиторемедиация — комплекс методов использования растений для очистки сточных вод, почвы и атмосферы от различных типов загрязнений. В свою очередь фиторемедиация является составной частью еще более широкой методики биоремедиации. Рассмотрим фито-методы для очистки почвы. Метод фитоэкстракции — на загрязненном участке высаживаются специально отобранные растения. В силу своих биологических особенностей некоторые виды флоры способны поглощать и накапливать в корнях, стеблях и листьях соединения меди, цинка, кобальта, никеля, свинца, хрома, тем самым снижая содержание этих элементов в земле. Для более полного восстановления участка почвы необходимо обеспечить несколько циклов произрастания данных растительных видов. По завершении процесса фитоэкстракции все растения необходимо собрать и сжечь. При этом продукты сгорания следует захоронить на специальном полигоне для отходов, так как в пепле сохранится высокое содержание вредных элементов. Метод фитостабилизации немного отличается от фитоэкстракции. Используемые растения не поглощают, но осаждают в почве рядом с корнями опасные химические соединения, почвенные бактерии способны переработать некоторые из них в менее опасные. В результате соединения переводятся в неактивную и мало подвижную форму, чем снижается риск их дальнейшего распространения. ярутка полевая — поглощает из почвы тяжелые металлы Кроме определенных растений, естественным образом произрастающих в природе и пригодных для решения задач очистки почвы и воды, производятся опыты по созданию более эффективных генномодифицированных растений с улучшенными характеристиками. Все биологические методы очистки действенны только при невысоком и среднем уровне загрязнений почвы. Процесс биологической очистки воды и почвы достаточно медленный, но естественный и наименее затратный. Методы биостимуляции и биодеструкции — особые организмы разрушают проникшие в почву загрязнения. Методы используются в основном для нейтрализации различных нефтепродуктов, жиров и масел. Микроорганизмы-деструкторы либо просто добавляются в почву, либо в почве создаются условия — вносятся специальные добавки для ускоренного размножения эндогенных, то есть уже живущих там аэробных бактерий, способных расщеплять углеводороды. На рост бактерий влияет влажность, уровень аэрации и температура почвы, поэтому эффективность данного способа зависит от многих факторов. Лучший метод очистки почвы В сложных случаях, когда в почву попали разные по типу загрязнения, или новое загрязнение наложилось на неизвестное старое, наиболее эффективным будет последовательное использование нескольких способов очистки. Как мы уже сказали выше, вряд ли большинство из перечисленных в статье вариантов можно применить на загородном участке. Но некоторые методы вполне доступны и могут улучшить экологическую ситуацию. Это касается наиболее простых с технической точки зрения физических и биологических методов.
Источник
Гигиена почвы и очистка населенных мест
Почва – одна из составных частей окружающей человека среды. Это рыхлый, поверхностный слой земной коры, обладающий плодородием.
Почва образовалась из горных пород под воздействием биологических, физических, химических факторов и представляет собой сложный комплекс минеральных и органических частиц, заселенный огромным количеством микроорганизмов.
Минеральная часть почвы:
Практически все элементы периодической системы таблицы Д. И. Менделеева. В основном это кристаллический кремнезем (кварц), алюмосиликаты.
Органические вещества почвы:
1. Собственно органические вещества (гумус)
2. Чужеродные для почвы органические вещества.
В почве всегда содержится определенное количество влаги. Как универсальный растворитель, вода содержит самые различные органические и минеральные вещества и передает их растениям.
Все процессы в почве протекают с участие воды.
В порах почвы находится воздух, который постоянно обменивается с атмосферным воздухом. Это сильно влияет на состав приземных слоев воздуха.
Почвенные микроорганизмы – основа процесса самоочищения почв.
Гигиеническое значение:
1. Климатообразующий фактор.
4. Обеспечивает циркуляцию «внешняя среда – человек» экзогенных химических веществ.
5. Источник химического и биологического загрязнения других объектов окружающей среды (продукты питания, воздух).
6. Среда для обезвреживания твердых и жидких отбросов.
7. Среда, влияющая на планировку, строительство населенных пунктов, их благоустройство и эксплуатацию.
Эндемическое значение: почва формирует химический состав продуктов питания, питьевой воды и частично – атмосферного воздуха.
В процессе геолого-исторического формирования земной коры под влиянием различных экстремальных природных явлений (катаклизмы, например, вспышки на Солнце) активизировалась циклонная и антициклонная деятельность, землетрясение. В результате на поверхности Земли образовались определенные регионы – геохимические аномалии (биогеохимические провинции, т.е. естественные провинции.). В них – повышение или понижение содержания активных микроэлементов.
Существуют провинции с пониженным содержанием йода. Это ведет к эндемическому зобу. Снижение содержания фтора в почве приводит к кариесу. Повышение содержания стронция в почве приводит к искривлению конечностей и т.п.
В настоящее время кроме естественных химических провинций выделяют искусственные провинции.
Искусственные провинции сформировались в результате неразумной деятельности человека. Они формируются вокруг химических предприятий, содержит различные химические элементы.
Например, Швейцария – долина реки Роны. Располагается химический завод, осуществляющий сброс фтора. У населения – флюороз, острый гастрит, болезни печени и почек, нарушение фосфорно-кальциевого обмена, нарушение процессов самоочищения почвы. Гибель листьев у виноградных и абрикосовых деревьев.
В почве вокруг аэропортов, после лесных пожаров, у автомагистралей повышено содержание канцерогенных веществ.
Искусственные провинции — острые или хронические отравления, высокий уровень заболеваемости и врожденных аномалий развития, нарушение физического развития (особенно у детей).
Эпидемиологическое значение почвы:
Почва – фактор передачи различных заболеваний.
Вне населенных пунктов почвенную микрофлору составляют безвредные сапрофиты.
Патогенные микроорганизмы поступают в почву с фекалиями, мочой, мусором, трупами, сточными водами.
Неспорообразующие микроорганизмы не размножаются в почве, но до своей гибели могут попасть на продукты питания, в воду.
Через почву могут передаваться:
1. Кишечные инфекции
2. Вирусные инфекции
4. Анаэробная инфекция.
Аскариды, острицы, власоглав и т.п.
Почва, загрязненная отбросами, служит местом обитания и размножения грызунов и блох, мух, москитов и т.п.
Самоочищение почвы – сложный и длительный биологический процесс, в течении которого органические вещества превращаются в воду, СО2, минеральные соли и гумус, а патологические начала отмирают.
В процессе самоочищения активно участвуют различные виды микроорганизмов, простейшие, черви, водоросли, грибы, личинки.
Самоочищение может осуществляться в аэробных и анаэробных условиях.
Процесс разложения белков:
Белок разлагается до аминокислот, аммиака, солей аммиака.
Только при наличии кислорода, из белков образуются сульфаты, фосфаты, карбонаты.
Из жиров образуются CO2 + H2O ; либо CO2 + H2O + дурно пахнущие жирные кислоты.
Из углеводов — CO2 + H2O ; либо CO2 + H2O + метан + другие дурно пахнущие газы.
Микроорганизмы образуют гумус (перегной).
Состоит из гемицеллюлозы, жирных органических кислот, минеральных веществ, протеиновых комплексов.
В результате образуется хорошее удобрение, которое медленно разлагается, медленно отдает растениям питательные вещества, не содержит патогенных микроорганизмов (кроме спороносных), не привлекает мух, не имеет зловонного запаха.
Санитарные показатели почвы:
1. Санитарное число (число Хлебникова).
Отношение азота гумуса к общему количеству азота почвы.
Для чистых почв = 0,98-1
2. Общее число бактерий на 1 грамм почвы
3. Титр кишечной палочки (показатель свежего загрязнения).
Титр – то наименьшее количество почвы, в котором обнаруживается 1 кишечная палочка.
Кишечная палочка (в норме) – не менее 1 гр.
Клостридия (в норме) – не менее 0,1 гр.
4. Количество яиц гельминтов в 1кг почвы
Не должно быть аскарид.
Также существуют показатели: наличие в почве аммиака, нитритов, хлоридов, сероводорода.
Характеристика отходов и систем очистки населенных мест.
Очистка населенных мест – комплекс мероприятий по сбору, удалению, обезвреживанию и утилизации отходов, образующихся в населенных местах, с целью сохранения здоровья населения и общего благоустройства.
Виды отходов:
I. Твердые:
— мусор (учреждений, домовой)
— отходы предприятий общественного питания
— отходы лечебных учреждений
— шлак из котельных
— отходы животного происхождения
— отходы промышленных предприятий
II. Жидкие:
— нечистоты из выгребов уборных
— воды от поливки, мытья мостовых
Система удаления отходов:
1. Вывозная система
Вывозится специальным транспортом
2. Сплавная система
3. Смешанная система
Жидкие – при помощи канализации
Твердые – вывозная система
При вывозной системе все отходы поступают в почву.
При наличии канализации жидкие отходы поступают (после обработки) в водоем.
Очистка населенных мест от твердых отходов.
3 элемента (звена):
Складывают мусор в контейнеры
Во двор приезжает специальная машина в определенное время и люди выносят мусор.
Специальный транспорт – контейнеровоз или мусоровоз.
Классификация:
I. По технологической сущности:
1) биотермический метод
Компостирование; камеры, полигоны складирования; мусороутилизационные заводы.
2) термический метод
II. По конечному результату:
Компостирование.
В мусоре развиваются термофильные микроорганизмы. Благодаря их жизнедеятельности все процессы протекают более интенсивно. t до 70°С, гибнут вирусы, простейшие, яйца гельминтов, яйца и личинки мух, вегетативные формы. Органические вещества разлагаются и получается гумус.
Компост:
Срок созревания 5-7 мес. Высота 1,5 м.
Штабелями. Высота 1,5-2 м параллельными рядами на расстоянии 3 м друг от друга, сверху засыпаются землей. Территория ограждается, по периметру – зеленые насаждения.
Биотермические камеры.
t = 70°C. Специальные насаждения. Снизу подается нагретый воздух. Согревание 20 дней.
Усовершенствованные свалки (полигоны).
За городом заполняют естественные овраги или специальные котловины: мусор – земля – мусор – земля. Высота около 15 см.
Мусороутилизационные заводы.
Плюсы: собирается ценный утиль. Не загрязняют окружающую среду. Обеспечивает переработку отходов в ценные удобрения. Дают биотопливо для нужд сельского хозяйства.
Мусоросжигание.
Осуществляется в специальных печах, температура в них достигает тысячи градусов.
Не ближе 300 м от жилых домов
Обезвреживание – быстро, радикально.
Использование транспорта удешевляется.
Не требуется больших земельных участков.
Но загрязняет почву и воздух, поэтому рекомендуется использовать для обезвреживания эпидемиологически опасных отходов, в местах, где мало земли.
Очистка населенных мест от жидких отходов.
Вывозная система.
Специальные машины – автоцистерны.
Почвенные методы – используются поля ассенизации (для обезвреживания и выращивания сельскохозяйственных структур) и поля запахивания (для обезвреживания нечистот).
Поля ассенизации.
Делятся на 3-4 части:
Первый год заливают одну часть, второй год-вторую и т.д. на других полях в свободные годы засевают: в первый год – кормовые травы, второй год – овощи, идущие в сеть общественного питания.
Две половины: в первый год заливают первую часть, на второй год – вторую. В свободный год ничего не выращивают, а происходит минерализация.
Канализационная система.
По системам труб отводятся из населенного пункта на очистные сооружения.
Виды сточных вод:
— Хозяйственно-бытовые сточные воды (квартиры)
— Производственные сточные воды (из промышленных предприятий)
Системы канализации:
Ниже зоны промерзания в земле одна труба, по которой поступают бытовые, атмосферные и иногда промышленные воды.
Ниже зоны промерзания две изолированные системы труб.
По одной – промышленные и бытовые воды, по другой – атмосферные воды.
Далее – очистные сооружения, а атмосферные без обработки — в водоемы.
Ниже зоны промерзания одна система труб, по которым поступают бытовые, промышленные и первая порция атмосферных вод.
Задачи очистки:
1. Механическая очистка (задержка взвешенных частиц)
2. Биологическая очистка (освобождается от растворенных и коллоидных органических веществ)
Для механической очистки используют:
Биологическая очистка:
1. Естественная (почвенные методы)
— Поля орошения (обезвреживание и выращивание сельскохозяйственных культур)
— Поля фильтрации (обезвреживание нечистот)
Поля орошения – грядки, на которых выращиваются сельскохозяйственные структуры и куда поступают воды.
Поля фильтрации – сплошной залив.
Биофильтр – железобетонный резервуар, куда помещают крупный фильтрационный материал (кокс) и на поверхность разбрызгивают сточные воды и осуществляется минерализация.
Аэрофильтр – снизу в резервуар подают теплый воздух, что ускоряет процесс минерализации веществ.
Аэротерки – специальные емкости в виде бассейна, где медленно движутся сточные воды. В эту сточную воду подается воздух и добавляется активный ил и все это ускоряет процесс минерализации.
После биологической очистки сточные воды обеззараживаются активным хлором (от 10 до 50 мг/л) и после этого спускаются в водоем.
Источник