Спосіб обробки токсичних відходів

Корисна модель відноситься до охорони навколишнього природного середовища, зокрема до методів обробки токсичних відходів, таких як шлаки, що залишаються після спалювання твердих побутови х відходів. Відомий спосіб фізико-хімічної детоксикації та утилізації золошлакових відходів. Золу та шлак піддають механохімічній обробці в присутності суміші іонітів, хелато утворюючих лігандів та спеціальних закріплювачів з наступним додаванням цементу й активних мінеральних добавок до утворення рухливої однорідної суміші з якої готують високоефективні екологічно безпечні будівельні вироби і конструкції (RU 2123989 С1, кл. В 09 В 3/00, 1998). Недоліком відомого способу є складність технології. Відомий спосіб переробки шлаків, що утворюються від спалювання твердих побутови х відходів. Спосіб включає їхнє завантаження в дугову електропіч і плавку з подачею відновлювача (RU 2110733 С1, кл. F 23 G 5/00, 1998). Недоліком відомого способу є висока вартість його реалізації та енергоємність. Відомий спосіб обробки токсичних відходів, що включає доведення вологості токсичних відходів, до складу яких входять важкі метали, до 20-80%, після чого до них додають сухий торф з наступним рівномірним перемішуванням суміші (JP 04-50877, кл. В 09 В 3/00, 1992). Недоліком відомого способу є достатньо складна технологія підготовки та необхідність великої кількості вартісного природного сорбенту. Найбільш близьким за суттю до корисної моделі є спосіб обробки токсичніх відходів, що включає їх здрібнення, зволоження, та змішування з природним сорбентом - зеленою монтморилонітовою глиною при наступному співвідношенні компонентів, мас.%: шлак спалювання твердих побутови х відходів 70-90; зелена глина 10-30 (UA 2003065860, кл. В 09 В 3/00, 2003) [найближчий аналог]. Недоліком є недостатньо ефективне зниження мутагенності та токсичності вказаних відходів. В основу корисної моделі поставлено задачу удосконалення відомого способу обробки токсичних відходів, в якому шляхом вибору інших природного сорбенту та заданого співвідношення компонентів досягається зниження токсичності та мутагенності оброблених токсичних відходів та підвищення їх екологічної безпеки. Для досягнення поставленої задачі запропоновано спосіб обробки шлаку спалювання твердих побутових відходів, що включає його здрібнення, зволоження, змішування з природним сорбентом, згідно з корисною моделлю, як природний сорбент обирають чорну пластинчату глину при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: Шлак 60-75 Чорна глина 25-40. Спосіб реалізується наступним чином: шлак спалювання твердих побутови х відходів та чорну пластинчату глину здрібнюють до отримання однакової крупності, наприклад, 0,4-0мм. Далі шлак зволожують до пастоподібного стану, додають в отриману суміш глину у заданому процентному співвідношенні та перемішують до отримання однорідної маси. При взаємодії чорної глини зі шпаком у результаті іонного обміну відбувається досить міцне зв'язування та фіксування всією масою глини іонів важків металів. Після висихання оброблені таким чином шлаки придатні для складування та подальшого використання без шкоди для навколишнього природного середовища. Проведені експерименти підтверджують технічний результат зниження токсичної та мутагенної дії продуктів спалювання твердів. побутови х відходів на біологічні об'єкти. Приклад. Навішення 0,8; 0,7 та 0,6г здрібненого до заданої крупності шлаку змішують з 5,0мл дистильованої води протягом 1-2 хвилин, після чого до дотриманої суміші додають відповідним чином здрібнену чорну пластинчату глину у кількості відповідно 0,2; 0,3 та 0,4г. Зразки глини були відібрані в Чкаловському Kap'єрі Орджонікідзевського ГЗК. Хімічний та спектральний аналізи глини приведені в таблиці 1, таблиці 2. Для порівняння у цих таблицях приведений аналіз зеленої монтморилонітової глини [прототип]. Як видно з таблиць, хімічний та спектральний аналізи цих глин, а отже, і їхні властивості суттєво відрізняються. Таблиця 1 Хімічний аналіз глини Об'єкт Чорна глина Зелена глина SiO2 48,2 62,5 Аl2О 3 17,0 12,2 Вміст, % FeO 1,47 0,21 Fе2О3 5,3 4,9 ТіО2 0,9 0,37 Р2O5 0,075 0,208 MnO 0,045 0,08 Продовження таблиці 1 Вміст, % Об'єкт СаО 4,1 3,5 Чорна глина Зелена глина MgO 2,7 3,3 К2О 1,7 2,3 Na2O 0,28 0,28 п.п.п. 17,5 10,24 S 99,27 100,09 Таблиця. 2 Спектральний аналіз глини Об'єкт Чорна глина. Зелена глина Ba 100 70 Be 0,1 0,1 P 70,0 50 Сr 7,0 7,0 Вміст, %.10-3 Pb Sn Gа 1,5 0.2 1,0 2,0 0.2 1,0 Ni 5,0 5,0 Y 1,0 2,0 Zn 15.0 5,0 Zr 20,0 30 Продовження таблиці 2 Об'єкт Чорна глина Зелена глина Со 2,0 1,5 Ті 500 500 Сu 3,0 5,0 V 15,0 10,0 Вміст, %.10-3 Ge Mo Li OJ5 1,5 7,0 0,15 0,3 1,5 Mn 70,0 70 Nb 1,0 1,0 Sc 0,7 1,0 Ag 0,003 2.0 Оцінка рівня зниження токсичності та мутагенності шлаків проводилась шляхом цитогенетичних досліджень. Задля цього на зразках шлаку, змішаного з глиною вищевказаним чином, пророщувалось насіння високочутливої тест-культури - Allium сера L. (цибуля ріпчаста) протягом 3 діб. При появі первинних корінців їх фіксували в ацетоалкоголі, потім офарблювали реактивом Шифа по Фьольгену, після чого з тканин меристем готувалися цитологічні препарати, на яких підраховувалися усі фази мітозу. Величину мітотичного індексу (МІ) визначали як відношення числа клітин, що діляться, до загальної кількості проаналізованих клітин та виражали у проміле. Клітини меристеми, що активно діляться, дуже чутливі до різного роду впливів, тому зниження величини мітотичного індексу в порівнянні з контролем свідчить про токсичний вплив забруднювачів, що містяться в досліджуваних зразках. На цих же препаратах враховувалися клітини з аберантними хромосомами: мости і фрагменти в анафазах і телофазах, а також злипання і пульверизація хромосом у метафазі. Частоту зустрічальності патологічних фігур мітозу (Ахр) виражали у відсотках від кількості клітин, що діляться, а частоту патологічних анафаз і телофаз (Аат) виражали у відсотках від кількості аналогічних проаналізованих фаз мітозу. Збільшення кількості патологічних фаз мітозу в порівнянні з контролем свідчить про збільшення мутагенності досліджуваних зразків. Результати проведеного експерименту приведені в таблиці 3. У чисельнику - значення коефіцієнта Стьюдента при порівнянні з контролем, у знаменнику - при порівнянні з необробленими відходами. Таблиця 3. Результати експерименту Варіант обробки Концентрація глини, % Токсичність МІ,% 20 30 96,00±9,12 81,14±6,39** 20 78,62±6,92** 30 132,78±11,08* 40 Обробка чорною глиною 91,60±7,99 40 Обробка зеленою глиною 108,55±7,74 Необроблешій шлак 75,83±6,69 Контроль (дистильована вода) 135,33±8,65 t 7,27 2,96 27,32 8,93 9,87 1,12 10,03 0,57 1,48 22,61 4,52 6,26 10,66 10,66 Ахр , % 5,24±1,04 9,38±1,49 7,92±1,13 6,80±1,18 10,67±1,41 11,00±1,21 19,34±1,85 1,72±0,46 Мутагенність t Aат, % 3,57 9,59±2,44 6,64 6,35 5,77±1,87 4,20 5,71 13,62±2,35** 5,26 4,77 9,63±2,00 5,71 7,31 9,62±2,04 3,72 7,13 6,08±1,47 3,92 11,06 23,57±3,59 1,40±0,62 1106 , t 5,13 3,22 3,69 4,40 6,65 2,40 5,40 3,60 5,37 3,55 4,14 5,11 8,38 8,38 Примітка; *- недостовірне відхилення від контролю t {¥; 0,01} = 2,58 ** - недостовірне відхилення від варіанту з необробленим шлаком t {¥; 0,01} = 2,58 З таблиці 3 видно, що у деяких випадках обробка чорною глиною призводить до кращих результатів у порівнянні з зеленою. Так, наприклад, при обробці шлаку чорною глиною у кількості 30% мітотична активність була відновлена до рівня контролю (t