Спосіб переведення рідких форм пестицидів у твердий стан та адсорбент для переведення рідких форм пестицидів у твердий стан

Винаходи відносяться до екології, а саме до способу переведення рідких форм пестицидів, непридатних або заборонених для застосування, у твердий стан з метою їх подальшої контейнеризації і довгострокового та екологічно безпечного зберігання. Одним із джерел можливого забруднення навколишнього середовища є хімічні засоби захисту рослин пестициди. Світовий асортимент пестицидів налічує біля 1000 найменувань (по діючим речовинам), але найбільш широке застосування отримали близько 300 хімічних найменувань, які з різних причин не були своєчасно використані в сільському господарстві і залишились на складах отруто хімікатів. З часом пестициди зазнали хімічних перетворювань і на сьогодні складають значну загрозу навколишньому середовищу і здоров'ю населення. Накопичені і невикористані за останні десятиріччя засоби хімічного захисту рослин отримали визначення непридатні і заборонені для застосування пестициди (НЗП). Особливу небезпеку мають рідкі НЗП, оскільки під дією атмосферних опадів і теплової дії відбуваються хімічні реакції з утворенням нових невідомих, не вивчених отр утни х речовин. Тому актуальним було вирішення проблеми по знешкодженню і переведенню рідких форм пестицидів у тверду кристалічну фазу, яка гарантує надійне довгострокове екологічно безпечне збереження НЗП в спеціальних залізобетонних контейнерах. Отримана тверда фаза повинна характеризуватися опірністю щодо деформування при місцевій силовій дії, відсутності текучості (виділення рідини), виключати процес десорбції під впливом тиску, вологості і температури і бути інертною. Відомий спосіб переведення рідких форм пестицидів (розчинів, суспензій або емульсій) у твердий стан, узгоджений з Міністерством охорони здоров'я і Міністерством екології і природних ресурсів України. В зазначеному способі в ємність з рідкими пестицидами додають адсорбент для зв'язування рідких фракцій, після чого омоноличують неорганічними в'яжучими. Як адсорбент використовують спучений перліт або глину, а для омоноличування - портландцемент марки 400 у якості в'яжучого. Співвідношення між рідкими формами пестицидів, адсорбентом і в'яжучим визначають в залежності від виду препарату пестициду. (« Методичні рекомендації щодо організації робіт з улаштуванням сховищ для збереження контейнеризованих у спеціальні залізобетонні контейнери непридатних і заборонених пестицидів» - Вінницький державний педагогічний університет ім. Ми хайла Коцюбинського, 2000р., с. 26...30). Однак, цей спосіб не забезпечує отримання твердої фази пестицидів, яка відповідає вимогам екологічної безпеки. Спучений перліт, який використовується в способі як адсорбент, не має необхідних гідрофобних властивостей при контакті з рідкими пестицидами. Властивості перліту носять вибірковий характер і розповсюджуються не на всі види отруто хімікатів. В результаті цього під впливом температури, тиску та інших несприятливих факторів всередині контейнера, де зберігаються відходи, отримані таким способом, відбуваються процеси десорбції рідких пестицидів. Згідно з приведеними вище Методичними рекомендаціями, використання інших адсорбентів дозволяється після проведення додаткових досліджень. В основу винаходів поставлено задачу отримання такого способу переведення рідких форм пестицидів у твердий стан, в якому за рахунок введення нових адсорбентів і підбору комплексу силікатних і мінеральних в'яжучих досягається інтенсивне затвердіння і омоноличування пестицидів різного складу з отриманням необхідних фізико-механічних характеристик: відсутність текучості і десорбції при впливі тиску і температури; стабільність РН середовища, що є гарантією довготривалого і екологічно безпечного зберігання токсичних речовин. Поставлена задача вирішується тим, що в способі переведення рідких форм пестицидів у твердий стан шляхом послідовного перемішування рідких пестицидів з адсорбентом і в'яжучим, як адсорбент використовують комплекс адсорбентів із золи клітковини і золи - уносу теплоелектростанцій, а як в'яжуче комплекс із силікатних і мінеральних в'яжучих, при цьому кожен з компонентів подають в ємність з рідкими пестицидами послідовно при ретельному перемішуванні до отримання однорідної маси. В заявленому способі як в'яжуче використовують рідке скло, вапнякове борошно і цемент. Компоненти подають в ємність в такій послідовності: пестициди, зола клітковини, зола-унос теплоелектростанцій, рідке скло, вапнякове борошно, цемент, рідке скло, а процес ведуть при наступному співвідношенні компонентів, мас. %: пестициди 30-50 зола клітковини 5-15 зола-унос теплоелектростанцій 10-20 рідке скло 3-20 вапнякове борошно 15-30 цемент 8-25 рідке скло 5-10 Для вирішення проблеми були проведені дослідження, спрямовані на вибір універсальних адсорбентів і в'яжучих, застосування яких забезпечує отримання твердої кристалічної інертної маси при знешкоджуванні НЗП всіх класів небезпеки. Для лабораторних досліджень були залучені 16 адсорбентів і в'яжучих в різних вагових і об'ємних співвідношеннях, в тому числі спучений перліт і глина -адсорбенти, які використовуються у відомому способі, вибраному за прототип. Закономірність способу знешкоджування рідких НЗП така, що при контакті з рідкою фазою адсорбційна здатність речовин залежить від мікропористості матеріалу. Чим більше мікропор і чим менший їх розмір, тим кращий адсорбент. Тому, критерієм відбору адсорбентів була висока адсорбційна здатність. Випробування проводилися з пестицидами різного хімічного складу. В результаті були отримані механічні структури різного ступеню в'язкості і затвердіння -пастоподібні, сипучі, зцементовані, монолітні. Для способу було визначено, що адсорбційна здатність мінеральних сорбентів залежить від питомої поверхні адсорбента, природи адсорбента, природи речовин, що адсорбуються, температури, наявності домішок в розчинах. В присутності органічних розчинників і олив при нормальних температурах понижується адсорбційна здатність мінеральних адсорбентів, і в цих умовах необхідні додаткові адсорбційні центри. Такі центри утворюються за рахунок введення додаткових адсорбентів алюмосилікатного складу з переважними розмірами часток 0,15-0,25мм. В поєднанні з силікатними золами і мінеральними адсорбентами добре виражається вибіркова адсорбційна здатність органічних компонентів, які є основою різних класів НЗП. За результатами досліджень отримання необхідних технічних характеристик кінцевого продукту забезпечували такі речовини: зола, отримана в результаті спалювання відходів виробництва олії (мезга, стебла соняшника, тощо) - далі зола клітковини, зола-унос теплоелектростанцій, тонкодисперсне вапнякове борошно, рідке скло і портландцемент марки 400. Також був визначений оптимальний склад цих компонентів. Для отримання поставленого технічного результату в способі переведення рідких форм пестицидів в твердий стан була вперше застосована зола клітковини та виявлена її висока адсорбуюча здатність, що обумовило її застосування по новому призначенню в якості адсорбенту. Ця здатність забезпечується за рахунок її мікродисперсної структури. Крім того, великий вміст калію забезпечує твердіння, змінює властивості токсичних речовин. Ці властивості доповнюються за рахунок використання в способі золи-уносу теплоелектростанцій. Результати досліджень також підтвердили, що спучений перліт, який широко використовується в будівництві як наповнювач, зовсім непридатний як адсорбент для вирішення поставленої задачі, оскільки не зв’язує пестициди у тверду або сипучу субстанцію. Відоме використання золи клітковини - продукту спалювання відходів виробництва олії, в якості мінерального добрива за рахунок високого вмісту калію. Хімічний стан золи, отриманої при спалюванні клітковини - відходів виробництва олії, представлений в таблиці 1. Таблиця 1 Зола клітковини вода 1,95 SiO2 1,36 Аl2O 3 0,85 Fe2O3 0,37 Масова частина, % CaO MgO 16,32 11,7 SO4 7,9 N2 2,27 K2O 29,55 Р2O5 7,0 Фізичні властивості золи клітковини представлені в таблиці 2. Таблиця 2 Фізичні характеристики Вміст олії, г/100г Зола клітковини Питома вага, г/мл Питома поверхня, г/см 2 71г/100г без ущільнення 0,56г/мл з ущільненням 0,77г/мл 206 Примітка (тоніна помолу) >5мм - 9,0% 1...5мм - 52,4%