Мир Знаний

Сорбционные свойства мха по отношению к микроорганизмам и тяжелым металлам

2.ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯЧАСТЬ


2.1.Методы исследований


2.1.1.Получениемикробнойсуспензии


Питательныйагар, которыйготовитсясогласно прописи,заливаютпредварительнопо 5-10 мл в пробирки,которые оставляютнаклоннымив специальномштативе дополного застываниясреды. Бактериологическойпетлей отбираютклетки микроорганизмови вводят петлюв пробиркусо скошеннымагаром до дна.Слегка касаясьбактериологической петлей поверхностисреды, проводятот дна пробиркивверх зигзагообразнуюлинию, тем самым,засевая культурумикроорганизмов.После посевапробирки помещаютв термостат(30С) на1 сутки (по истечениюэтого срокапробирки извлекаютиз термостата)и заливают вних по 2.0-3.0 млфизиологическогораствора (ФР).Осторожноотделяют микробнуюкультуру отагара постепеннымвстряхиваниеми покачиваниемпробирки.Полученнуюсуспензиюхранят в холодильнике.


2.1.2. Определениеколичестважизнеспособныхклеток методомвысева на плотнуюсреду


Микробнуюсуспензиюразводят встерильномфизиологическомрастворе, приэтом используяодин и тот жекоэффициентразведения.

Посев осуществляют из 5-ого, 6-ого и7-ого разведенийперенося 0, 1 млсуспензии наповерхностьпитательногоагара в чашкахПетри. Затемсуспензиюравномерно распределяютшпателем попитательномуагару. Высевиз каждогоразведенияосуществляютстерильнойпипеткой. Послепосева чашкипомещают втермостат(30С) насутки.

Количествожизнеспособныхклеток в 1 млсуспензиирассчитываютпо следующейформуле:


M=a * 10z/V; (2.1 )








БГТУ02.00.ПЗ






Изм. Кол.уч. Лист № док. Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Экспериментальнаячасть Стадия Лист Листов
Пров.






1 18
Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н.контр.


Утв.




где M –количествоклеток в 1 млисходной суспензии;

а - количествоколоний, которыевыросли начашках Петри;

Z - порядковыйномер разведениясуспензии;

V – объемсуспензии,взятой длявысева на чашкуПетри, мл.

Величину оптическойплотностиизмеряют спомощью фотоколориметраФЭК-56М. Для измерениясветорассеяниявыбирают светофильтр,который обеспечиваетмаксимум пропусканиясвета даннойсуспензией.В результатеопытов получили,что максимумпропусканиясвета обеспечиваетдлина волны540 нм.


2.1.3 . Изучениесорбции металловмхом


Для экспериментана аналитическихвесах взвешиваютобразцы мхамассой 200+0,5 мги помещают ихв стеклянныефлаконы спривинчивающимисякрышками объемом100мл. Затем в этиже флаконы заливают по50 мл раствораметалла различнойконцентрации(для экспериментабыли выбраныследующиеконцентрацииметаллов: 0,1;0,02;0,005; 0,0001; 0,00002; 0,00001 моль/л),которые готовятпутем последовательногоразведенияисходногораствора солиметалла (0,1 моль/л).Флаконы закрываюти оставляютна 24 часа прикомнатнойтемпературе(18+2С) припериодическомперемешивании.После чего мохиз суспензииотфильтровываютчерез бумажныйфильтр в колбыдля титрованияи титруют последующимметодикам.


2.1.3.1. Определениемеди комплексонометрическимметодом


В качествеисточника медииспользовалисульфат меди.

Ионы меди образуютс ЭДТА комплексыголубого цветас константойустойчивости6,3*1018 (ионная сила0,1: 20 С).Анализируемыйраствор разбавляютводой до меткив мерной колбе.Равновесныерастворы сисходнойконцентрацией0,100 моль/л послефильтрованияв количестве48 мл разбавляютводой в мернойколбе до 100 мл.После перемешивания отбирают пипеткойаликвотнуючасть растворав коническуюколбу, прибавляют20 мл дистиллированнойводы, 5 мл буферногораствора, накончике металлическогошпателя 20-30 мгиндикаторнойсмеси, растворяютее и титруютраствором ЭДТА0,0500 М до измененияокраски иззеленовато-желтогоцвета в чисто-фиолетовую.Измеряют объемЭДТА и вводят1 каплю 2 М раствораNH4ОН, еслицвет раствораостается фиолетовым,титрованиепрекращают;если от добавленияаммиака окраска

измениласьв желтую илижелто-зеленую,продолжаюттитрованиераствором ЭДТАдо устойчивойфиолетовойокраски.


В качестве буферногораствора используютацетатный буфер(ацетат аммония,50% раствор) с pH6.Титрованиеведут на холоду(при комнатнойтемпературе18+2С).

В качествеметаллоиндикатора используютмурексид (смесьс хлоридомнатрия в соотношении1:100).

Массу определяемоговещества рассчитываютпо формуле(2.2.):


m= (V1*Vж*c1*M)/(V2*1000) ( 2.2 )


где – V1– объем раствораЭДТА, пошедшегона титрование;

V2- объем анализируемогоравновесногораствора (аликвотнаячасть);

c1 - молярнаяконцентрацияЭДТА;

M – молярнаямасса определяемоговещества;

Vж- объем мернойколбы, из которойотбирали аликвотнуючасть.


2.1.3.2. Определениекадмия комплексонометрическимметодом


В качествеисточникакадмия в работеиспользовалиацетат кадмия.

Отбирают аликвотнуючасть анализируемогораствора измерной колбывместимостью100 мл, прибавляют2-3 мл буферногораствора с pH10 (аммиачныйбуферный раствор:67г NH4Cl и570 мл 25%-ного NH3в 1 л раствора),15 мл воды, перемешиваюти прибавляютна кончикешпателя 20-30 мгсмеси индикатораэриохромовогочерного Т ихлорида натрия.Перемешиваютдо полногорастворенияиндикаторнойсмеси и титруютраствором ЭДТА0,0500 М до измененияокраски раствораиз винно-краснойв голубую.

Массу определяемоговещества рассчитываютпо вышеуказаннойформуле (2.2).


2.1.4. Определениекинетики сорбцииметаллов мхом


В стеклянныефлаконы помещаютнавески по200+0,5 мг мха, взвешенныена аналитическихвесах. Добавляютпо 50 мл раствораметалла 0,02 моль/ли тщательноперемешивают.Через 5, 10, 20, 30, 60 и 120 минмох отфильтровываютиз анализируемыхрастворов.Фильтраты медии кадмия оттитровываютраствором ЭДТАпо вышеописаннойметодике.


2.1.5. Изучениесорбции металловмикроорганизмами


В мерную колбуна 50 мл сначаладобавляют 1 млмикробнойсуспензии,затем доводятобъем до меткиисследуемымрастворомметалла.


После этоговливают содержимоемерной колбыво флаконы на100 мл с привинчивающимисякрышками. Флаконыоставляют на24 часа, по истечениикоторых растворыцентрифугируютпри 8000 об/мин втечение 10 минут.Далее раствор,отделенныйот микроорганизмов,оттитровываютраствором ЭДТАпо вышеописаннойметодике.


2.1.6. Определениекинетики сорбцииметалловмикроорганизмами


В мерную колбуна 50 мл сначаладобавляют 1 млмикробнойсуспензии,затем доводятобъем до меткиисследуемымрастворомметалла. Послеэтого вливаютсодержимоемерной колбыво флаконы на100 мл с привинчивающимисякрышками.

Через 5, 10, 20, 30, 60 и 120 минотфильтровываюткультурумикроорганизмовна микробномфильтре и фильтратыоттитровываютраствором ЭДТА.


2.1.7. Изучениесорбции металловв системемох-суспензиямикроорганизмов


В стеклянныефлаконы помещаютпробы мха 200+0,5мг предварительновзвешенныена аналитическихвесах. Потомв эти же стеклянныефлаконы добавляют50 мл раствораметалла различнойконцентрации.И затем добавляют1 мл микробнойсуспензии.После этогосистему припериодическомперемешиванииоставляют на24 часа. Черезсутки исследуемыерастворыотфильтровываютна микробномфильтре и титруютраствором ЭДТА по методикамуказанным впп. 2.1.3.1. и 2.1.3.2..


2.1.8. Определениекинетики сорбцииметалловмикроорганизмами,адсорбированнымина мхе


В стеклянныефлаконы спривинчивающимисякрышками помещаютнавески мхамассой 200+0,5 мг,1 мл микробнойсуспензии и50 мл раствораметалла 0,02 моль/л.Через 5, 10, 20, 30, 60, 120 минкультурумикроорганизмовотфильтровываютчерез микробныйфильтр и фильтратыоттитровываютраствором ЭДТА.


2.1.9. Получениекривой выживаемостимикроорганизмов


Выживаемостьмикроорганизмовизучают посевомих на чашкиПетри с питательнымагаром. Микробнуюсуспензиюиспользуютпосле обработкиее металламив опыте по изучениюсорбции металловмикроорганизмами.


2.1.10. Изучениеадсорбциимикроорганизмовмхом


В мерную колбуна 50 мл сначаладобавляют 1 млмикробнойсуспензии идоводят объемдо метки дистиллированнойводой. Затемпереливаютраствор микробнойсуспензии вкачальную колбуи добавляютнавески мхамассой 200+0,5 мг.Все колбы ставятна качалку на2 часа. Измеряютоптическуюплотность иделают высевна жизнеспособность.Результатыпредставленыв таблице 2.8.


2.2. Результатыисследованийи их обсуждение


В качествесорбента-носителямикроорганизмовиспользовалсямох из класса мхи (Мusci) подклассасфагновые,семействасфагновые,Sphagnum cuspidatum.Данный вид мхабыл выбран всвязи с тем,что он обладаетзначительнымареалом распространенияв нашей республике.

В качествемикроорганизмов,способных кпоглощениютяжелых металлов,изучалисьPseudomonas aeroginosaB7. Это прямыеили слегкаизогнутыепалочки, размером0,5-1 мкм. Граммотрицательные,обладают подвижностьюза счет одногополярногожгутика, типдыхания - аэробы,метаболизмчисто дыхательноготипа с использованиемкислорода какконечногоакцептораэлектронов,данные бактериимогут выделятьв среду сине-зеленыйпигмент. Данныебактерии широкораспространены,так, например,они часто встречаютсяпри гнойныхинфекциях вмедицинскихучреждениях.

Полученныеэкспериментальныеданные в опытепо изучениюсорбции металловмхом (2.1.3.) сведеныв таблицу 2.1. ипредставленыв виде изотермсорбции нарисунках 2.1. и2.2..

Таблица 2.1

Данные ионообменнойсорбции металловмхом


Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/г
Сульфатмеди, CuSO4

0,2012

0,1

10

9,85

0,09855

0,72

0,1998

0,1

10

9,86

0,09863

0,68

0,2001

0,02

10

3,73

0,01865

0,67

0,2020

0,02

10

3,74

0,01868

0,66

0,1995

0,005

25

1,95

0,00389

0,55

0,1987

0,005

25

1,99

0,00397

0,51

Ацетаткадмия, Cd(CH3COO)2

0,2013

0,1

10

9,86

0,09864

0,69

0,2210

0,1

10

9,87

0,09871

0,66

0,1899

0,02

10

3,75

0,01876

0,62

0,2430

0,02

10

3,76

0,01880

0,60

0,2150

0,005

25

1,93

0,00386

0,57

0,2000

0,005

25

1,95

0,00390

0,55


Рис.2.1.

Рис.2.2.

Изотермы сорбции– это кривые,показывающиезависимостьколичествасорбированноговещества (мг-экв)в расчете на1 г сорбента отравновеснойконцентрацииэтого веществав моль/л.

Полученныерезультатыполностьюсоответствуютсуществующимсведениям обионообменнойемкости мха,которая политературнымсведениямсчитаетсяравной 1мг-экв/г.

На основаниипредставленныхрис.2.1. и 2.2. можноговорить, чтомох являетсяхорошим природнымионообменникоми обладаетхорошими сорбционнымисвойствамипо отношениюк тяжелым металлам,это достигаетсяналичием вструктуре мхатаких веществкак полиурониды(полисахариды,содержащиекарбоксильнуюгруппу в 6-пложениипиранового или ангидроглюкозногоцикла) и пектина.Сравниваниярезультатысорбции ионовмеди и ионовкадмия можно сделать вывод,что из исследованныхтяжелых металловлучше сорбируетсямхом медь (Cu),чем кадмий(Cd). Это можетбыть связанов первую очередьс тем, что ионымеди лучшеудерживаютсякарбоксильнымигруппами мхав составе клеточнойстенки мха,которые и отвечаютв основном заионообменнуюактивностьмха.


Полученныеэкспериментальныеданные в опытепо изучениюкинетики сорбцииметаллов мхом(2.1.4.) сведены втаблицу 2.2. ипредставленыв виде кинетическихкривых сорбциина рисунках2.3 и 2.4..

Таблица 2.2

Данные по кинетикесорбции металловмхом


Время,мин Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/г
Ацетаткадмия, Cd(CH3COO)2

5

0,2014

0,02

10

3,99

0,01997

0,01

10

0,2218

0,02

10

3,94

0,01972

0,14

20

0,1899

0,02

10

3,92

0,01958

0,21

30

0,2434

0,02

10

3,86

0,01931

0,35

60

0,2156

0,02

10

3,81

0,01903

0,49

120

0,2213

0,02

10

3,81

0,01903

0,49

Сульфатмеди, CuSO4

5

0,2266

0,02

10

3,82

0,01912

0,44

10

0,2312

0,02

10

3,80

0,01901

0,50

20

0,1899

0,02

10

3,77

0,01885

0,57

30

0,2001

0,02

10

3,75

0,01874

0,63

60

0,2166

0,02

10

3,73

0,01863

0,69

120

0,1959

0,02

10

3,73

0,01863

0,69


Рис.2.3.

Рис.2.4.

Под кинетическимикривыми сорбциипринято пониматькривые, показывающиезависимостьколичествасорбированноговещества (ионовметалла) отвремени проведениясорбции, t,мин.

По виду кинетическихкривых можноговорить о том,что в системе«мох-растворметалла» достаточнобыстро устанавливаетсяравновесноесостояние(рис.2.3, 2.4.). Так, ужечерез полчасасорбируется91% ионов медии 72% кадмия. Такжепо виду кривой2.3. можно говоритьо присутствииу мха двух активныхцентров связыванияионов металла,об этом свидетельствуютдве точки перегибана кривой, т.е.основной вкладв сорбцию вноситионообменнаясорбция, а нефизическая,т.к. в случаефизическойсорбции точекперегиба быне было.

Результатыизучения сорбцииметалловмикроорганизмами(2.1.5.) сведены втаблицу 2.3. ипредставленыв виде изотермсорбции металловна рис.2.5.и 2.6..

Таблица 2.3

Данные по сорбцииметалловмикроорганизмами


Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/мл

Количествосорбированногометалла мг-экв/см3

плотноупакованныхклеток

Ацетат кадмия,Cd(CH3COO)2

0,1945

0,1

10

9,98

0,09979

0,11

8,0046

0,2230

0,1

10

9,99

0,09986

0,08

5,6172

0,1981

0,02

10

3,96

0,01979

0,11

7,5130

0,2054

0,02

10

3,97

0,01986

0,07

4,9151

0,1980

0,005

25

2,38

0,00476

0,12

8,4258

0,1996

0,005

25

2,40

0,00480

0,10

7,0215


Продолжениетаблицы 2.3

Сульфатмеди, CuSO4

0,2032

0,1

10

9,93

0,09933

0,33

23,1711

0,1975

0,1

10

9,94

0,09941

0,29

20,3625

0,1987

0,02

10

3,89

0,01947

0,27

18,6071

0,2005

0,02

10

3,90

0,01948

0,26

18,2560

0,2400

0,005

25

2,24

0,00449

0,25

17,6943

0,2265

0,005

25

2,26

0,00451

0,24

16,8517


Рис.2.5.

Рис. 2.6.

Основываясьна результатахэкспериментаможно говоритьо том, что исследуемыйштам микроорганизмовPseudomonas aeruginosaВ7 обладаетсорбционнымисвойствамипо отношениюк тяжелым металлам.Так, по отношениюк кадмию в результатеисследований(п.2.1.5) сорбционнаяемкость микроорганизмов– 0,114 мг-экв/млсуспензии, помеди – 0,29 мг-экв/млсуспензии.


Однако стоитотметить, чтов настоящеевремя существуютболее эффективныеформы микроорганизмов,которые используютсядля биосорбцииметаллов израстворов, втом числе иштаммы данногорода. Из исследованныхтяжелых металловлучше сорбируетсямхом и микроорганизмамимедь (Cu), чем кадмий (Cd)(см. рис.2.5 и 2.6.) Можносделать предположениео том, что этосвязано в первуюочередь с тем,что в небольшихколичествахмедь являетсяодним из важнейших биогенныхэлементов,необходимыхдля развитиямикроорганизмови наряду с сорбциейимеет местоутилизациямикроорганизмамиионов меди.

Результатыизучения кинетикисорбции микроорганизмамиионов металловсведены в таблицу2.4. и представленыв виде кинетическихкривых.

Таблица 2.4

Данные по кинетикесорбции металловмикроорганизмами

Время,мин Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/мл Количествосорбированногометалла мг-экв/см3плотно упакованныхклеток

Ацетаткадмия, Cd(CH3COO)2

5

0,1874

0,02

10

4,00

0,01999

0,01

0,3511

10

0,1755

0,02

10

3,98

0,01990

0,05

3,3703

20

0,2100

0,02

10

3,98

0,01988

0,06

4,3534

30

0,1990

0,02

10

3,97

0,01985

0,07

5,1257

60

0,1980

0,02

10

3,96

0,01982

0,09

6,2492

120

0,1996

0,02

10

3,96

0,01981

0,10

6,7407

Сульфатмеди, CuSO4

5

0,1955

0,02

10

3,97

0,01985

0,07

5,1959

10

0,2230

0,02

10

3,96

0,01978

0,11

7,5833

20

0,1906

0,02

10

3,94

0,01971

0,15

10,2515

30

0,2054

0,02

10

3,93

0,01964

0,18

12,4281

60

0,1980

0,02

10

3,90

0,01949

0,26

17,9751

120

0,1996

0,02

10

3,90

0,01949

0,26

17,9751

Рис. 2.7.

Рис.2.8.


По виду кинетическихкривых сорбцииможно говорить,что основнойвклад в сорбциюионов металловмикроорганизмамивносит физическаясорбция, чтобыговорить оионообменнойсорбции необходимыдополнительныеисследования.Равновесноесостояниеустанавливаетсяв течение часа.Также можносказать, чтосорбция медиидет быстрее.

Полученныерезультатыв экспериментахпо изучениюсорбции металловв системемох-суспензиямикроорганизмов(п.2.1.6.) сведены втаблицу 2.5. и представленыв виде изотермсорбции на рис.2.9.и 2.10..

Таблица 2.5

Данные по сорбцииметаллов всистеме мох-суспензиямикроорганизмов


Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/г

Ацетаткадмия, Cd(CH3COO)

0,2156

0,1

10

9,84

0,09842

0,80

0,2643

0,1

10

9,85

0,09850

0,76

0,1986

0,02

10

3,69

0,01846

0,77

0,1921

0,02

10

3,70

0,01850

0,75

0,1896

0,005

25

1,73

0,00346

0,77

0,1955

0,005

25

1,71

0,00342

0,79

Сульфатмеди, CuSO4

0,2000

0,1

10

9,80

0,09805

0,97

0,1955

0,1

10

9,81

0,09811

0,94

0,1970

0,02

10

3,63

0,01816

0,92

0,1979

0,02

10

3,64

0,01819

0,90

0,2053

0,005

25

1,62

0,00323

0,88

0,1990

0,005

25

1,61

0,00322

0,89


Рис. 2.9

Рис.2.10.

По результатамэтого экспериментаможно сделатьвывод, что совместноеиспользованиемха и микроорганизмовзначительноповышаетэффективностьбиосорбциии улучшаетпоглощениетяжелых металловиз растворовэтих металлов.Так, если мхомсорбируется0,655 мг-экв(кадмия)/г, то при совместномиспользованиимха и микроорганизмов-0,777 мг-экв/г и мл.Таким образом,эффективностьсорбции увеличиваетсяна 16% . При аналогичномсравниваниирезультатовсорбции поионам медиэффективностьувеличиваетсяна 26%.

Экспериментальныеданные по изучениюкинетики сорбцииметалловмикроорганизмами,адсорбированнымина мхе сведеныв таблицу 2.6. ипредставленыв виде кинетическихзависимостейконцентрацииметалла отвремени на рис.2.11. и 2.12..


Таблица 2.6.

Данные по кинетикесорбции металлав системемох-суспензиямикроорганизмов

Время,мин Навескамха, г Исходнаяконцентрациясоли металла,моль/л Объемаликвоты, мл ОбъемЭДТА 0,05 моль/лпошедшего натитрование,мл Равновеснаяконцентрациясоли металла,моль/л Количествосорбированногометалла, мг-экв/г
Ацетаткадмия, Сd(CH3COO)2

5

0,2251

0,02

10

3,95

0,01975

0,13

10

0,2643

0,02

10

3,95

0,01974

0,13

20

0,1986

0,02

10

3,93

0,01965

0,18

30

0,1921

0,02

10

3,93

0,01965

0,18

60

0,1896

0,02

10

3,69

0,01845

0,78

120

0,1955

0,02

10

3,69

0,01845

0,78

Сульфатмеди, CuSO4

5

0,2312

0,02

10

3,79

0,01897

0,52

10

0,2087

0,02

10

3,79

0,01897

0,52

20

0,1982

0,02

10

3,79

0,01895

0,52

30

0,19

0,02

10

3,75

0,01873

0,64

60

0,191

0,02

10

3,68

0,01841

0,79

120

0,24

0,02

10

3,67

0,01833

0,83

Рис.2.11.

Рис.2.12.

По результатамэкспериментаможно сделатьследующиевыводы: в системебыстро наступаетравновесноесостояние, такуже через 60 минсорбируется95% ионов меди,и 97% ионов кадмия;наличие накинетическихкривых двухточек перегибасвидетельствуето наличие у мхадвух активныхцентров связыванияи значимостиионообменнойсорбции в суммарномпроцессе.

Результатыэкспериментапо получениюкривых выживаемостимикроорганизмовPseudomonas aeruginosa(2.1.9.) представленына рис. 2.13. и 2.14..

Рис. 2.13.

Рис.2.14.

Результатыданного экспериментаполностьюсоответствуютлитературнымсведениям овыживаемостимикроорганизмовпри воздействиина них ионовтяжелых металлов[5,7]. Сопоставляя результатыэтого экспериментаи экспериментапо изучениюсорбции металловмикроорганизмами(пп.2.1.5. и 2.1.6.) можноговорить о том,что сорбцияведется и мертвойкультурой, чтоподтверждаетфизическийхарактер сорбциипри использованиимикроорганизмов.


Результатыизучения адсорбциимикроорганизмовмхом (п.2.1.10.) сведеныв таблицу 2.7..


Таблица 2.7


Концентрациямикробнойсуспензиипосле разведенияее до 50мл, кл/мл Оптическаяплотность(D)разбавленнойсуспензии доопыта Оптическаяплотность(D)суспензиипосле проведенияопыта

Концентрациямикробнойсуспензиипосле проведенияэксперимента,кл/мл

(рис.2.15.)

Фактическаяконцентрация,определеннаяпутем высевана агаризованнуюсреду, кл/мл

6,8*107

0,092 0,073

5,07*107

4,5*107

6,8*107

0,092 0,069

5,07*107

5*107

6,8*107

0,092 0,071

5,07*107

4*107


Согласно результатамэтого экспериментаможно говоритьо том, что мохгубительновоздействуетна микроорганизмытак, в результатеисследований(п.2.1.10) концентрациямикроорганизмовснизилась с 6,8*107 до 5,07*107 кл/мл.Данные свойствамха могут вдальнейшемнайти применениев медицине, прииспользованиимха как энтеросорбента.





Концентрациямикробнойсуспензии,кл/мл*109


Рис. 2.15.


Можно сделатьследующиевыводы по итогамисследований:


  1. Мох являетсяхорошим природнымионообменникоми обладаетхорошимисорбционнымисвойствамипо отношениюк тяжелым металлам,это достигаетсяналичием вструктуре мхатаких веществкак полиурониды(полисахариды,содержащиекарбоксильнуюгруппу в 6-пложениипиранового или ангидроглюкозногоцикла) и пектина.Ионообменнаяемкость мха по меди 0,7 мг-экв/г,по кадмию 0,65мг-экв/г.

  2. Мох оказываетгубительноевоздействиена микроорганизмы.

  3. Исследуемыйштам микроорганизмовPseudomonas aeruginosaВ7 обладаетсорбционнымисвойствамипо отношениюк тяжелым металлам.Так, по отношениюк кадмию врезультатеисследований(п.2.1.5) сорбционнаяемкость микроорганизмов– 0,114 мг-экв/млсуспензии, помеди – 0,29 мг-экв/млсуспензии.

  4. По виду кинетическихкривых сорбции,согласно современнымпредставлениямо механизмепроцесса сорбцииможно сделатьвывод, что висследованныхгетерогенныхсистемах достаточнобыстро устанавливаетсяравновесноесостояние.

  5. Совместноеиспользованиемха и микроорганизмовзначительноповышаетэффективностьбиосорбциии улучшаетпоглощениетяжелых металловиз растворовэтих металлов.


2.3. Статистическаяобработка


2.3.1. Расчет статистическойошибки определениясорбции микроорганизмовмхом


n:=3 i:= 1..n


X1:=0.073 X2:=0.069 X3:=0.071- объемраствора ЭДТАпошедшего натитрование;


X:=0.071 – среднеезначение;


S:=0.0006


t:=3.14


D:=0.0015


Z:=0.103


2.3.2. Расчет статистическойошибки определенияконцентрацииметаллов путемтитрования


Рассчитаемошибку в опытепо изучениюсорбции медимхом (п.2.1.3) дляисходной концентрации0,1 моль/л (табл.2.1):


n:=3 i:= 1..n


X1:=9.85 X2:=9.86 X3:9.84 - объемраствора ЭДТАпошедшего натитрование;


X:=9.85– среднеезначение;

S:=0.0007


D:=0.002


Z:=0.109



1. АНАЛИТИЧЕСКИЙОБЗОР


В настоящеевремя тяжелыеметаллы относятсяк приоритетнымзагрязняющимвеществам,наблюденияза которымиобязательныво всех средах.Так как дипломнаяработа посвященаизучениюсорбционныхсвойств мхапо отношениюк тяжелымметаллам,рассмотрим,что же принятоотносить кпонятию тяжелыеметаллы.


    1. Тяжелыеметаллы


Понятиетяжелые металлы,характеризующееширокую группузагрязняющихвеществ, получилов последнеевремя значительноераспространение.В различныхнаучных иприкладныхработах авторыпо-разномутрактуют значениеэтого термина.В связи с этимколичествоэлементов,относимых кгруппе тяжелыхметаллов,изменяетсяв широкихпределах. Вкачествекритериевпринадлежностииспользуютсямногочисленныехарактеристики:атомная масса,плотность,токсичность,распространенностьв природнойсреде, степеньвовлеченностив природныеи техногенныециклы. В некоторыхслучаях подопределениетяжелых металловпопадаютэлементы,относящиесяк хрупким(например,висмут) илиметаллоидам(например,мышьяк).

В работах,посвященныхпроблемамзагрязненияокружающейприроднойсреды и экологическогомониторинга,на сегодняшнийдень к тяжелымметаллам относятболее 40 металловпериодическойсистемы Д.И.Менделеевас атомной массойсвыше 50 атомныхединиц: V, Cr, Mn, Fe, Co,Ni, Cu, Zn, Mo, Cd, Sn, Hg, Pb, Bi и др. Приэтом немаловажнуюроль в категорированиитяжелых металловиграют следующиеусловия: ихвысокая токсичностьдля живыхорганизмовв относительнонизких концентрациях,а также способностьк биоаккумуляциии биомагнификации.Практическивсе металлы,попадающиепод это определение(за исключениемсвинца, ртути,кадмия и висмута,биологическаяроль которыхна настоящиймомент не ясна),активно участвуютв биологическихпроцессах,входят в составмногих ферментов.По классификацииН.Реймерса,тяжелыми следуетсчитать металлыс плотностьюболее 8 г/см3.Таким образом,к тяжелымметалламотносятсяPb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg.








БГТУ01.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Аналитическийобзор

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

25

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н.контр.



Утв.



Формальноопределениютяжелые металлысоответствуетбольшое количествоэлементов.Однако, по мнениюисследователей,занятых практическойдеятельностью, связанной сорганизациейнаблюденийза состояниеми загрязнениемокружающейсреды, соединенияэтих элементовдалеко не равнозначныкак загрязняющиевещества. Поэтомуво многих работахпроисходитсужение рамокгруппы тяжелыхметаллов, всоответствиис критериямиприоритетности,обусловленныминаправлениеми спецификойработ. Так, вставших ужеклассическимиработах Ю.А.Израэля в перечнехимическихвеществ, подлежащихопределениюв природныхсредах на фоновыхстанциях вбиосферныхзаповедниках,в разделе тяжелыеметаллы поименованыPb, Hg, Cd, As. С другойстороны, согласнорешению Целевойгруппы по выбросамтяжелых металлов,работающейпод эгидойЕвропейскойЭкономическойКомиссии ООНи занимающейсясбором и анализоминформациио выбросахзагрязняющихвеществ в европейскихстранах, толькоZn, As, Se и Sb были отнесенык тяжелым металлам.По определениюН. Реймерсаотдельно оттяжелых металловстоят благородныеи редкие металлы,соответственно,остаются толькоPb, Cu, Zn, Ni, Cd, Co, Sb, Sn, Bi, Hg. В прикладныхработах к числутяжелых металловчаще всегодобавляют Pt,Ag, W, Fe, Au, Mn [1], [18],[22], [23], [29], [30], [32], [36], [37].

Ионыметаллов являютсянепременнымикомпонентамиприродныхводоемов. Взависимостиот условийсреды (pH,окислительно-восстановительныйпотенциал,наличие лигандов)они существуютв разных степеняхокисления ивходят в составразнообразныхнеорганическихи металлорганическихсоединений,которые могутбыть истиннорастворенными,коллоидно-дисперснымиили входитьв состав минеральныхи органическихвзвесей.

Истиннорастворенныеформы металлов,в свою очередь,весьма разнообразны,что связанос процессамигидролиза,гидролитическойполимеризации(образованиемполиядерныхгидроксокомплексов)и комплексообразованияс различнымилигандами.Соответственно,как каталитическиесвойства металлов,так и доступностьдля водныхмикроорганизмовзависят от формсуществованияих в воднойэкосистеме.

Многиеметаллы образуютдовольно прочныекомплексы сорганикой; этикомплексыявляются однойиз важнейшихформ миграцииэлементов вприродныхводах. Большинствоорганическихкомплексовобразуютсяпо хелатномуциклу и являютсяустойчивыми.Комплексы,образуемыепочвеннымикислотами ссолями железа,алюминия, титана,урана, ванадия,меди, молибденаи других тяжелыхметаллов,относительнохорошо растворимыв условияхнейтральной,слабокислойи слабощелочнойсред. Поэтомуметаллорганическиекомплексыспособны мигрироватьв природныхводах на весьмазначительныерасстояния.Особенно важноэто для маломинерализованныхи в первую очередьповерхностныхвод, в которыхобразованиедругих комплексовневозможно[13].

Дляпониманияфакторов, которыерегулируютконцентрациюметалла в природныхводах, их химическуюреакционнуюспособность,биологическуюдоступностьи токсичность,необходимознать не тольковаловое содержание,но и долю свободныхи связанныхформ металла.

Переходметаллов вводной средев металлокомплекснуюформу имееттри следствия:

  1. можетпроисходитьувеличениесуммарнойконцентрацииионов металлаза счет переходаего в раствориз донных отложений;

  2. мембраннаяпроницаемостькомплексныхионов можетсущественноотличатьсяот проницаемостигидратированныхионов;

  3. токсичностьметалла в результатекомплексообразованияможет сильноизмениться.

Так, хелатныеформы Cu, Cd, Hg менеетоксичны, нежелисвободные ионы.Для пониманияфакторов, которыерегулируютконцентрациюметалла в природныхводах, их химическуюреакционнуюспособность,биологическуюдоступностьи токсичность,необходимознать не тольковаловое содержание,но и долю связанныхи свободныхформ [34].

Источникамизагрязнениявод тяжелымиметалламислужат сточныеводы гальваническихцехов, предприятийгорнодобывающей,черной и цветнойметаллургии,машиностроительныхзаводов. Тяжелыеметаллы входятв состав удобренийи пестицидови могут попадатьв водоемы вместесо стоком ссельскохозяйственныхугодий.

Повышениеконцентрациитяжелых металловв природныхводах частосвязано с другимивидами загрязнения,например, сзакислением.Выпадениекислотныхосадков способствуетснижению значениярН и переходуметаллов изсорбированногона минеральныхи органическихвеществахсостояния всвободное [35].

Ванадий.Ванадий находитсяпреимущественнов рассеянномсостоянии иобнаруживаетсяв железныхрудах, нефти,асфальтах,битумах, горючихсланцах, угляхи др. Одним изглавных источниковзагрязненияприродных водванадием являютсянефть и продуктыее переработки.В природныхводах встречаетсяв очень малойконцентрации:в воде рек 0.2 -4.5 мкг/дм3, в морскойводе - в среднем2 мкг/дм3. В водеобразует устойчивыеанионные комплексы(V4O12)4- и (V10O26)6-.В миграцииванадия существеннароль растворенныхкомплексныхсоединенийего с органическимивеществами,особенно сгумусовымикислотами [9],[31]. Повышенныеконцентрацииванадия вредныдля здоровьячеловека. ПДКванадия составляет0.1 мг/дм3 (лимитирующийпоказательвредностисанитарно-токсикологический),ПДК 0.001 мг/дм3 [33].

Висмут.Естественнымиисточникамипоступлениявисмута в природныеводы являютсяпроцессывыщелачиваниявисмутсодержащихминералов.Источникомпоступленияв природныеводы могут бытьтакже сточныеводы фармацевтическихи парфюмерныхпроизводств,некоторыхпредприятийстекольнойпромышленности.В незагрязненныхповерхностныхводах содержитсяв субмикрограммовыхконцентрациях.Наиболее высокаяконцентрацияобнаруженав подземныхводах и составляет20 мкг/дм3, в морскихводах - 0.02 мкг/дм3[31]. ПДК составляет0.1 мг/дм3 [33].

Железо.Главными источникамисоединенийжелеза в поверхностныхводах являютсяпроцессы химическоговыветриваниягорных пород,сопровождающиесяих механическимразрушениеми растворением.В процессевзаимодействияс содержащимисяв природныхводах минеральнымии органическимивеществамиобразуетсясложный комплекссоединенийжелеза, находящихсяв воде в растворенном,коллоидноми взвешенномсостоянии.Значительныеколичестважелеза поступаютс подземнымстоком и состочными водамипредприятийметаллургической,металлообрабатывающей,текстильной,лакокрасочнойпромышленностии с сельскохозяйственнымистоками. Фазовыеравновесиязависят отхимическогосостава вод,рН, Eh и в некоторойстепени оттемпературы.В рутинноманализе вовзвешеннуюформу выделяютчастицы с размеромболее 0.45 мк. Онапредставляетсобой преимущественножелезосодержащиеминералы, гидратоксида железаи соединенияжелеза, сорбированныена взвесях.Истинно раствореннуюи коллоиднуюформу обычнорассматриваютсовместно.Растворенноежелезо представленосоединениями,находящимисяв ионной форме,в виде гидроксокомплексаи комплексовс растворенныминеорганическимии органическимивеществамиприродных вод.В ионной формемигрируетглавным образомFe(II), а Fe(III) в отсутствиекомплексообразующихвеществ неможет в значительныхколичествахнаходитьсяв растворенномсостоянии.

Железообнаруживаетсяв основном вводах с низкимизначениямиEh. В результатехимическогои биохимического(при участиижелезобактерий)окисленияFe(II) переходитв Fe(III), который,гидролизуясь,выпадает восадок в видеFe(OH)3. Как для Fе(II),так и для Fe(III)характернасклонностьк образованиюгидроксокомплексовтипа [Fe(OH)2]+, [Fe2(OH)2]4+, [Fe(OH)3]+,[Fe2(OH)3]3+, [Fe(OH)3]- и других,сосуществующихв растворе вразных концентрацияхв зависимостиот рН и в целомопределяющихсостояниесистемы железо-гидроксил.Основной формойнахожденияFe(III) в поверхностныхводах являютсякомплексныесоединенияего с растворенныминеорганическимии органическимисоединениями,главным образомгумусовымивеществами.При рН = 8.0 основнойформой являетсяFe(OH)3 .Коллоиднаяформа железанаименее изучена,она представляетсобой гидратоксида железаFe(OH)3 и комплексыс органическимивеществами.Содержаниежелеза в поверхностныхводах сушисоставляетдесятые долимиллиграмма,вблизи болот- единицы миллиграммов.Наибольшиеконцентрациижелеза (до несколькихдесятков исотен миллиграммовв 1 дм3) наблюдаютсяв подземныхводах с низкимизначениямирН. Являясьбиологическиактивным элементом,железо в определеннойстепени влияетна интенсивностьразвитияфитопланктонаи качественныйсостав микрофлорыв водоеме.Концентрацияжелеза подверженазаметным сезоннымколебаниям.Обычно в водоемахс высокойбиологическойпродуктивностьюв период летнейи зимней стагнациизаметно увеличениеконцентрациижелеза в придонныхслоях воды.Осенне-весеннееперемешиваниеводных масс(гомотермия)сопровождаетсяокислениемFe(II) в Fе(III) и выпадениемпоследнегов виде Fe(OH)3 [9], [31]. Содержаниежелеза в водевыше 1-2 мг Fe/лзначительноухудшаеторганолептическиесвойства, придаваяей неприятныйвяжущий вкус,и делает водумалопригоднойдля использованияв техническихцелях. ПДК железасоставляет0.3 мг Fe/дм3 (лимитирующийпоказательвредности —органолептический),ПДК для железа- 0.1 мг/дм3 [33].

Кадмий.В природныеводы поступаетпри выщелачиваниипочв, полиметаллическихи медных руд,в результатеразложенияводных организмов,способных егонакапливать.Соединениякадмия выносятсяв поверхностныеводы со сточнымиводами свинцово-цинковыхзаводов, рудообогатительныхфабрик, рядахимическихпредприятий(производствосерной кислоты),гальваническогопроизводства,а также с шахтнымиводами. Понижениеконцентрациирастворенныхсоединенийкадмия происходитза счет процессовсорбции, выпаденияв осадок гидроксидаи карбонатакадмия и потребленияих воднымиорганизмами.Растворенныеформы кадмияв природныхводах представляютсобой главнымобразом минеральныеи органоминеральныекомплексы.Основной взвешеннойформой кадмияявляются егосорбированныесоединения.Значительнаячасть кадмияможет мигрироватьв составе клетокгидробионтов.В речных незагрязненныхи слабозагрязненныхводах кадмийсодержитсяв субмикрограммовыхконцентрациях,в загрязненныхи сточных водахконцентрациякадмия можетдостигатьдесятков микрограммовв 1 дм3. Соединениякадмия играютважную рольв процессежизнедеятельностиживотных ичеловека. Вповышенныхконцентрацияхтоксичен, особеннов сочетаниис другими токсичнымивеществами[8], [31], [40]. ПДК составляет0.001 мг/дм3, ПДК —0.0005 мг/дм3 (лимитирующийпризнак вредности— токсикологический)[33].

Кобальт.В природныеводы соединениякобальта попадаютв результатепроцессоввыщелачиванияих из медноколчедановыхи других руд,из почв приразложенииорганизмови растений, атакже со сточнымиводами металлургических,металлообрабатывающихи химическихзаводов. Некоторыеколичествакобальта поступаютиз почв в результатеразложениярастительныхи животныхорганизмов.

Соединениякобальта вприродных водахнаходятся врастворенноми взвешенномсостоянии,количественноесоотношениемежду которымиопределяетсяхимическимсоставом воды,температуройи значениямирН. Растворенныеформы представленыв основномкомплекснымисоединениями,в т.ч. с органическимивеществамиприродных вод.Соединениядвухвалентногокобальта наиболеехарактерныдля поверхностныхвод. В присутствииокислителейвозможносуществованиев заметныхконцентрацияхтрехвалентногокобальта [31].

Кобальтотносится кчислу биологическиактивных элементови всегда содержитсяв организмеживотных и врастениях. Снедостаточнымсодержаниемего в почвахсвязано недостаточноесодержаниекобальта врастениях, чтоспособствуетразвитию малокровияу животных(таежно-леснаянечерноземнаязона). Входя всостав витаминаВ12, кобальт весьмаактивно влияетна поступлениеазотистыхвеществ, увеличениесодержанияхлорофиллаи аскорбиновойкислоты, активизируетбиосинтез иповышает содержаниебелкового азотав растениях.Вместе с темповышенныеконцентрациисоединенийкобальта являютсятоксичными[24]. В речныхнезагрязненныхи слабозагрязненныхводах его содержаниеколеблетсяот десятых дотысячных долеймиллиграммав 1 дм3. ПДК составляет0.1 мг/дм3, ПДК 0.01 мг/дм3[33].

Марганец.В поверхностныеводы марганецпоступает врезультатевыщелачиванияжелезомарганцевыхруд и другихминералов,содержащихмарганец (пиролюзит,псиломелан,браунит, манганит,черная охра).Значительныеколичествамарганца поступаютв процессеразложенияводных животныхи растительныхорганизмов,особенносине-зеленых,диатомовыхводорослейи высших водныхрастений. Соединениямарганца выносятсяв водоемы состочными водамимарганцевыхобогатительныхфабрик, металлургическихзаводов, предприятийхимическойпромышленностии с шахтнымиводами. Понижениеконцентрацииионов марганцав природныхводах происходитв результатеокисленияMn(II) до MnO2 и другихвысоковалентныхоксидов, выпадающихв осадок. Основныепараметры,определяющиереакцию окисления,- концентрациярастворенногокислорода,величина рНи температура.Концентрациярастворенныхсоединениймарганца понижаетсявследствиеутилизацииих водорослями.Главная формамиграции соединениймарганца вповерхностныхводах - взвеси,состав которыхопределяетсяв свою очередьсоставом пород,дренируемыхводами, а такжеколлоидныегидроксидытяжелых металлови сорбированныесоединениямарганца.Существенноезначение вмиграции марганцав раствореннойи коллоиднойформах имеюторганическиевещества ипроцессыкомплексообразованиямарганца снеорганическимии органическимилигандами.Mn(II) образуетрастворимыекомплексы сбикарбонатамии сульфатами.Комплексымарганца сионом хлоравстречаютсяредко. КомплексныесоединенияMn(II) с органическимивеществамиобычно менеепрочны, чем сдругими переходнымиметаллами. Кним относятсясоединенияс аминами,органическимикислотами,аминокислотамии гумусовымивеществами.Mn(III) в повышенныхконцентрацияхможет находитьсяв растворенномсостояниитолько в присутствиисильныхкомплексообразователей,Mn(YII) в природныхводах не встречается.В речных водахсодержаниемарганца колеблетсяобычно от 1 до160 мкг/дм3, среднеесодержаниев морских водахсоставляет2 мкг/дм3, в подземных102 - 103 мкг/дм3. Концентрациямарганца вповерхностныхводах подверженасезонным колебаниям.Факторами,определяющимиизмененияконцентрациймарганца, являютсясоотношениемежду поверхностными подземнымстоком, интенсивностьпотребленияего при фотосинтезе,разложениефитопланктона,микроорганизмови высшей воднойрастительности,а также процессыосаждения егона дно водныхобъектов. Рольмарганца вжизни высшихрастений иводорослейводоемов весьмавелика. МарганецспособствуетутилизацииCO2 растениями,чем повышаетинтенсивностьфотосинтеза,участвует впроцессахвосстановлениянитратов иассимиляцииазота растениями.Марганец способствуетпереходу активногоFe(II) в Fe(III), что предохраняетклетку от отравления,ускоряет росторганизмови т.д. Важнаяэкологическаяи физиологическаяроль марганцавызываетнеобходимостьизучения ираспределениямарганца вприродных водах[9], [31]. Для водоемовсанитарно-бытовогоиспользованияустановленаПДК (по ионумарганца), равная0.1 мг/дм3 [33].

Медь.Медь - один изважнейшихмикроэлементов.Физиологическаяактивностьмеди связанаглавным образомс включениемее в составактивных центровокислительно-восстановительныхферментов.Недостаточноесодержаниемеди в почвахотрицательновлияет на синтезбелков, жирови витаминови способствуетбесплодиюрастительныхорганизмов.Медь участвуетв процессефотосинтезаи влияет наусвоение азотарастениями.Вместе с тем,избыточныеконцентрациимеди оказываютнеблагоприятноевоздействиена растительныеи животныеорганизмы.Содержаниемеди в природныхпресных водахколеблетсяот 2 до 30 мкг/дм3,в морских водах- от 0.5 до 3.5 мкг/дм3.Повышенныеконцентрациимеди (до несколькихграммов в литре)характерныдля кислыхрудничных вод.В природныхводах наиболеечасто встречаютсясоединенияCu(II). Из соединенийCu(I) наиболеераспространенытрудно растворимыев воде Cu2O, Cu2S, CuCl. Приналичии в воднойсреде лигандовнаряду с равновесиемдиссоциациигидроксиданеобходимоучитыватьобразованиеразличныхкомплексныхформ, находящихсяв равновесиис акваионамиметалла. Основнымисточникомпоступлениямеди в природныеводы являютсясточные водыпредприятийхимической,металлургическойпромышленности,шахтные воды,альдегидныереагенты,используемыедля уничтоженияводорослей.Медь можетпоявлятьсяв результатекоррозии медныхтрубопроводови других сооружений,используемыхв системахводоснабжения.В подземныхводах содержаниемеди обусловленовзаимодействиемводы с горнымипородами, содержащимиее (халькопирит,халькозин,ковеллин, борнит,малахит, азурит,хризаколла,бротантин) [8],[31]. Предельнодопустимаяконцентрациямеди в водеводоемовсанитарно-бытовоговодопользованиясоставляет0.1 мг/дм3 (лимитирующийпризнак вредности— общесанитарный),в воде рыбохозяйственныхводоемов - 0.001мг/дм3 [33].

Молибден.Соединениямолибденапопадают вповерхностныеводы в результатевыщелачиванияих из экзогенныхминералов,содержащихмолибден. Молибденпопадает вводоемы такжесо сточнымиводами обогатительныхфабрик, предприятийцветной металлургии.Понижениеконцентрацийсоединениймолибденапроисходитв результатевыпадения восадок труднорастворимыхсоединений,процессовадсорбцииминеральнымивзвесями ипотреблениярастительнымиводными организмами.Весьма вероятносуществованиеего в видеорганоминеральныхкомплексов.Возможностьнекоторогонакопленияв коллоидномсостояниивытекает изтого факта, чтопродукты окислениямолибденитапредставляютрыхлые тонкодисперсныевещества. Вречных водахмолибден обнаруженв концентрацияхот 2.1 до 10.6 мкг/дм3.В морской водесодержитсяв среднем 10 мкг/дм3молибдена. Вмалых количествахмолибден необходимдля нормальногоразвития растительныхи животныхорганизмов.Молибден входитв состав ферментаксантиноксидазы.При дефицитемолибденафермент образуетсяв недостаточномколичестве,что вызываетотрицательныереакции организма.В повышенныхконцентрацияхмолибден вреден.При избыткемолибденанарушаетсяобмен веществ[9], [31]. Предельнодопустимаяконцентрациямолибдена вводоемахсанитарно-бытовогоиспользованиясоставляет0.25 мг/дм3 [33].

Мышьяк.В природныеводы мышьякпоступает изминеральныхисточников,районов мышьяковистогооруднения(мышьяковыйколчедан, реальгар,аурипигмент),а также из зонокисления породполиметаллического,медно-кобальтовогои вольфрамовоготипов. Некотороеколичествомышьяка поступаетиз почв, а такжев результатеразложениярастительныхи животныхорганизмов.Потреблениемышьяка воднымиорганизмамиявляется однойиз причин пониженияконцентрацииего в воде, наиболееотчетливопроявляющегосяв период интенсивногоразвития планктона.Значительныеколичествамышьяка поступаютв водные объектысо сточнымиводами обогатительныхфабрик, отходамипроизводствакрасителей,кожевенныхзаводов ипредприятий,производящихпестициды, атакже с сельскохозяйственныхугодий, на которыхприменяютсяпестициды. Вприродных водахсоединениямышьяка находятсяв растворенноми взвешенномсостоянии,соотношениемежду которымиопределяетсяхимическимсоставом водыи значениямирН. В раствореннойформе мышьяквстречаетсяв трех- и пятивалентнойформе, главнымобразом в видеанионов. В речныхнезагрязненныхводах мышьякнаходитсяобычно в микрограммовыхконцентрациях.В минеральныхводах егоконцентрацияможет достигатьнесколькихмиллиграммовв 1 дм3, в морскихводах в среднемсодержится3 мкг/дм3, в подземных- встречаетсяв концентрациях105 мкг/дм3. Соединениямышьяка в повышенныхконцентрацияхявляются токсичнымидля организмаживотных ичеловека: онитормозятокислительныепроцессы, угнетаютснабжениекислородоморганов и тканей[9], [35], [40]. ПДК мышьякасоставляет0.05 мг/дм3 (лимитирующийпоказательвредности —санитарно-токсикологический)[33].

Никель.Присутствиеникеля в природныхводах обусловленосоставом пород,через которыепроходит вода:он обнаруживаетсяв местах месторожденийсульфидныхмедно-никелевыхруд и железоникелевыхруд. В воду попадаетиз почв и израстительныхи животныхорганизмовпри их распаде.Повышенноепо сравнениюс другими типамиводорослейсодержаниеникеля обнаруженов сине-зеленыхводорослях.Соединенияникеля в водныеобъекты поступаюттакже со сточнымиводами цеховникелирования,заводов синтетическогокаучука, никелевыхобогатительныхфабрик. Огромныевыбросы никелясопровождаютсжигание ископаемоготоплива. Концентрацияего может понижатьсяв результатевыпадения восадок такихсоединений,как цианиды,сульфиды, карбонатыили гидроксиды(при повышениизначений рН),за счет потребленияего воднымиорганизмамии процессовадсорбции. Вповерхностныхводах соединенияникеля находятсяв растворенном,взвешенноми коллоидномсостоянии,количественноесоотношениемежду которымизависит отсостава воды,температурыи значений рН.Сорбентамисоединенийникеля могутбыть гидроксиджелеза, органическиевещества,высокодисперсныйкарбонат кальция,глины. Растворенныеформы представляютсобой главнымобразом комплексныеионы, наиболеечасто с аминокислотами,гуминовымии фульвокислотами,а также в видепрочного цианидногокомплекса.Наиболеераспространеныв природныхводах соединенияникеля, в которыхон находитсяв степени окисления+2. СоединенияNi3+ образуютсяобычно в щелочнойсреде. Соединенияникеля играютважную рольв кроветворныхпроцессах,являясь катализаторами.Повышенноеего содержаниеоказываетспецифическоедействие насердечно-сосудистуюсистему. Никельпринадлежитк числу канцерогенныхэлементов. Онспособен вызыватьреспираторныезаболевания.Считается, чтосвободные ионыникеля (Ni2+) примернов 2 раза болеетоксичны, чемего комплексныесоединения[24]. В речныхнезагрязненныхи слабозагрязненныхводах концентрацияникеля колеблетсяобычно от 0.8 до10 мкг/дм3; в загрязненныхона составляетнесколькодесятков микрограммовв 1 дм3. Средняяконцентрацияникеля в морскойводе 2 мкг/дм3,в подземныхводах - n.103 мкг/дм3.В подземныхводах, омывающихникельсодержащиегорные породы,концентрацияникеля иногдавозрастаетдо 20 мг/дм3 [9], [14], [31].Содержаниеникеля в водныхобъектахлимитируется:ПДК составляет0.1 мг/дм3 (лимитирующийпризнак вредности— общесанитарный),ПДК — 0.01 мг/дм3(лимитирующийпризнак вредности— токсикологический)[33].

Олово.В природныеводы поступаетв результатепроцессоввыщелачиванияоловосодержащихминералов(касситерит,станин), а такжесо сточнымиводами различныхпроизводств(крашение тканей,синтез органическихкрасок, производствосплавов с добавкойолова и др.).Токсическоедействие олованевелико. Внезагрязненныхповерхностныхводах оловосодержитсяв субмикрограммовыхконцентрациях.В подземныхводах егоконцентрациядостигаетединиц микрограммовв 1 дм3 [31].ПДК составляет2 мг/дм3 [14].

Ртуть.В поверхностныеводы соединенияртути могутпоступать врезультатевыщелачиванияпород в районертутных месторождений(киноварь,метациннабарит,ливингстонит),в процессеразложенияводных организмов,накапливающихртуть. Значительныеколичествапоступают вводные объектысо сточнымиводами предприятий,производящихкрасители,пестициды,фармацевтическиепрепараты,некоторыевзрывчатыевещества. Тепловыеэлектростанции,работающиена угле, выбрасываютв атмосферузначительныеколичествасоединенийртути, которыев результатемокрых и сухихвыпаденийпопадают вводные объекты.Понижениеконцентрациирастворенныхсоединенийртути происходитв результатеизвлеченияих многимиморскими ипресноводнымиорганизмами,обладающимиспособностьюнакапливатьее в концентрациях,во много разпревышающихсодержаниеее в воде, а такжепроцессовадсорбциивзвешеннымивеществамии доннымиотложениями.В поверхностныхводах соединенияртути находятсяв растворенноми взвешенномсостоянии.Соотношениемежду нимизависит отхимическогосостава водыи значений рН.Взвешеннаяртуть представляетсобой сорбированныесоединенияртути. Раствореннымиформами являютсянедиссоциированныемолекулы, комплексныеорганическиеи минеральныесоединения.В воде водныхобъектов ртутьможет находитьсяв виде метилртутныхсоединений.Содержаниертути в речныхнезагрязненных,слабозагрязненныхводах составляетнесколькодесятых долеймикрограммав 1 дм3, средняяконцентрацияв морской воде0.03 мкг/дм3, в подземныхводах 1-3 мкг/дм3.Соединенияртути высокотоксичны, онипоражают нервнуюсистему человека,вызывают изменениясо стороныслизистойоболочки, нарушениедвигательнойфункции и секрециижелудочно-кишечноготракта, измененияв крови и др.Бактериальныепроцессыметилированиянаправленына образованиеметилртутныхсоединений,которые вомного раз токсичнееминеральныхсолей ртути.Метил ртутныесоединениянакапливаютсяв рыбе и могутпопадать ворганизм человека[8], [40]. ПДК ртутисоставляет0.0005 мг/дм3 (лимитирующийпризнак вредности— санитарно-токсикологический),ПДК 0.0001 мг/дм3 [33].

Свинец.Естественнымиисточникамипоступлениясвинца в поверхностныеводы являютсяпроцессы растворенияэндогенных(галенит) иэкзогенных(англезит, церуссити др.) минералов.Значительноеповышениесодержаниясвинца в окружающейсреде (в т.ч. ив поверхностныхводах) связаносо сжиганиемуглей, применениемтетраэтилсвинцав качествеантидетонаторав моторномтопливе, с выносомв водные объектысо сточнымиводами рудообогатительныхфабрик, некоторыхметаллургическихзаводов, химическихпроизводств,шахт и т.д. Существеннымифакторамипониженияконцентрациисвинца в водеявляется адсорбцияего взвешеннымивеществамии осаждениес ними в донныеотложения. Вчисле другихметаллов свинецизвлекаетсяи накапливаетсягидробионтами.Свинец находитсяв природныхводах в растворенноми взвешенном(сорбированном)состоянии. Враствореннойформе встречаетсяв виде минеральныхи органоминеральныхкомплексов,а также простыхионов, в нерастворимой- главным образомв виде сульфидов,сульфатов икарбонатов.В речных водахконцентрациясвинца колеблетсяот десятыхдолей до единицмикрограммовв 1 дм3. Даже в водеводных объектов,прилегающихк районамполиметаллическихруд, концентрацияего редко достигаетдесятков миллиграммовв 1 дм3. Лишь вхлоридныхтермальныхводах концентрациясвинца иногдадостигаетнесколькихмиллиграммовв 1 дм3. Свинец- промышленныйяд, способныйпри неблагоприятныхусловиях оказатьсяпричиной отравления.В организмчеловека проникаетглавным образомчерез органыдыхания ипищеварения.Удаляется изорганизма оченьмедленно, вследствиечего накапливаетсяв костях, печении почках [8], [40]. ПДКсвинца составляет0.03 мг/дм3 [33].

Тетраэтилсвинец.Поступает вприродные водыв связи с использованиемв качествеантидетонаторав моторномтопливе водныхтранспортныхсредств, а такжес поверхностнымстоком с городскихтерриторий.Данное веществохарактеризуетсявысокой токсичностью,обладаеткумулятивнымисвойствами.Содержаниететраэтилсвинцав воде водоемовхозяйственно-питьевого,культурно-бытовогои рыбохозяйственногоназначенияне допускается(ПДК — полноеотсутствие)[33].

Серебро.Источникамипоступлениясеребра вповерхностныеводы служатподземные водыи сточные водырудников,обогатительныхфабрик, фотопредприятий.Повышенноесодержаниесеребра бываетсвязано с применениембактерицидныхи альгицидныхпрепаратов.В сточных водахсеребро можетприсутствоватьв растворенноми взвешенномвиде, большейчастью в формегалоидныхсолей. В незагрязненныхповерхностныхводах серебронаходится всубмикрограммовыхконцентрациях.В подземныхводах концентрациясеребра колеблетсяот единиц додесятков микрограммовв 1 дм3, в морскойводе - в среднем0.3 мкг/дм3. Ионысеребра способныуничтожатьбактерии и ужев незначительнойконцентрациистерилизуютводу (нижнийпредел бактерицидногодействия ионовсеребра 2.10-11 моль/дм3).Роль серебрав организмеживотных ичеловека изученанедостаточно[8], [31].

Сурьма.Сурьма поступаетв поверхностныеводы за счетвыщелачиванияминераловсурьмы (стибнит,сенармонтит,валентинит,сервантит,стибиоканит)и со сточнымиводами резиновых,стекольных,красильных,спичечныхпредприятий.В природныхводах соединениясурьмы находятсяв растворенноми взвешенномсостоянии. Вокислительно-восстановительныхусловиях, характерныхдля поверхностныхвод, возможносуществованиекак трехвалентной,так и пятивалентнойсурьмы. В незагрязненныхповерхностныхводах сурьманаходится всубмикрограммовыхконцентрациях,в морской водеее концентрациядостигает 0.5мкг/дм3, в подземныхводах - 10 мкг/дм3[31].ПДК сурьмысоставляет0.05 мг/дм3 (лимитирующийпоказательвредности —санитарно-токсикологический)мг/дм3 [33].

Хром. Вповерхностныеводы соединениятрех- и шестивалентногохрома попадаютв результатевыщелачиванияиз пород (хромит,крокоит, уваровити др.). Некоторыеколичествапоступают впроцессе разложенияорганизмови растений, изпочв. Значительныеколичествамогут поступатьв водоемы состочными водамигальваническихцехов, красильныхцехов текстильныхпредприятий,кожевенныхзаводов и предприятийхимическойпромышленности.Понижениеконцентрацииионов хромаможет наблюдатьсяв результатепотребленияих воднымиорганизмамии процессовадсорбции. Вповерхностныхводах соединенияхрома находятсяв растворенноми взвешенномсостояниях,соотношениемежду которымизависит отсостава вод,температуры,рН раствора.Взвешенныесоединенияхрома представляютсобой в основномсорбированныесоединенияхрома. Сорбентамимогут бытьглины, гидроксиджелеза, высокодисперсныйоседающийкарбонат кальция,остатки растительныхи животныхорганизмов.В раствореннойформе хромможет находитьсяв виде хроматови бихроматов.При аэробныхусловиях Cr(VI)переходит вCr(III), соли которогов нейтральнойи щелочнойсредах гидролизуютсяс выделениемгидроксида.В речных незагрязненныхи слабозагрязненныхводах содержаниехрома колеблетсяот несколькихдесятых долеймикрограммав литре до несколькихмикрограммовв литре, в загрязненныхводоемах онодостигаетнесколькихдесятков исотен микрограммовв литре. Средняяконцентрацияв морских водах- 0.05 мкг/дм3, в подземныхводах - обычнов пределах 10 -102 мкг/дм3. СоединенияCr(VI) и Cr(III) в повышенныхколичествахобладаютканцерогеннымисвойствами.СоединенияCr(VI) являются болееопасными [9], [31].Содержаниеих в водоемахсанитарно-бытовогоиспользованияне должно превышатьПДК для Cr(VI) 0.05 мг/дм3,для Cr(III) 0.5 мг/дм3[33].

Цинк.Попадает вприродные водыв результатепротекающихв природе процессовразрушенияи растворениягорных породи минералов(сфалерит, цинкит,госларит, смитсонит,каламин), а такжесо сточнымиводами рудообогатительныхфабрик и гальваническихцехов, производствпергаментнойбумаги, минеральныхкрасок, вискозноговолокна и др.В воде существуетглавным образомв ионной формеили в форме егоминеральныхи органическихкомплексов.Иногда встречаетсяв нерастворимыхформах: в видегидроксида,карбоната,сульфида и др.В речных водахконцентрацияцинка обычноколеблетсяот 3 до 120 мкг/дм3,в морских - от1.5 до 10 мкг/дм3.Содержаниев рудных и особеннов шахтных водахс низкими значениямирН может бытьзначительным.Цинк относитсяк числу активныхмикроэлементов,влияющих нарост и нормальноеразвитие организмов.В то же времямногие соединенияцинка токсичны,прежде всегоего сульфати хлорид [8], [31], [40].ПДК Zn2+ составляет1 мг/дм3 (лимитирующийпоказательвредности —органолептический),ПДК Zn2+ - 0.01 мг/дм3(лимитирующийпризнак вредности— токсикологический)[33].

В таблице1.1. представленынаиболее важныесвойства некоторыхтяжелых металлов[28].


Таблица1.1

Биогеохимическиесвойства тяжелыхметаллов


Свойство

Cd

Co

Cu

Hg

Ni

Pb

Zn

Биохимическаяактивность

В

В

В

В

В

В

В

Токсичность

В

У

У

В

У

В

У

Канцерогенность

-

B

-

-

B

-

-


Продолжениетаблицы 1.1


Обогащениеаэрозолей

B

H

B

B

H

B

B

Минеральнаяформа распространения

B

B

H

B

H

B

H

Органическаяформа распространения

B

B

B

B

B

B

B

Подвижность

B

H

У

В

Н

В

У

Тенденцияк биоконцентрированию

В

В

У

В

В

В

У

Эффективностьнакопления

В

У

В

В

У

В

В

Комплексообразующаяспособность

У

Н

В

У

Н

Н

В

Склонностьк гидролизу

У

Н

В

У

У

У

В

Растворимостьсоединений

В

Н

В

В

Н

В

В

В- высокая,У - умеренная,Н – низкая


1.2. Сорбенты,теоретическиеосновы сорбционныхпроцессов


Сорбенты— твердые ижидкие вещества,применяемыедля поглощениярастворимыхсоединений,газов или паров.Термин "сорбент"включает в себяадсорбенты,абсорбенты,ионообменныематериалы икомплексообразователи.Сорбент обладаетспособностьювзаимодействоватьи связыватьсяс сорбатом. Вмногокомпонентныхсистемах этовзаимодействиепозволяетвыделить сорбентиз общей смеси.Каждый из сорбентовимеет своиособенностии отличительныесвойства. Адсорбентудерживаетадсорбированноевещество награнице раздела.Вещества могутадсорбироватьсяна границахраздела газ— жидкость илижидкость —жидкость, нонаиболее важныев практическомотношениисистемы используютадсорбцию награнице разделагаза или жидкостис твердой фазой.Твердый адсорбентобычно применяетсяв виде гранул,имеющих пористоевнутреннеестроение. Внутренняяповерхностьочень развитаи, как правило,ее структураопределяетсяпересекающимисяпорами малогодиаметра [12].

Сорбентыделятся на пятьтипов: тонкодисперсныепорошки, пористыеугли, ионообменныегели, пористыесмолы, молекулярныесита. Не следуетрассматриватьэти типы какабсолютноразличные или,напротив, какчастные случаидругих типов.Проходятмедико-биологическуюоценку жидкиемембраны, которыенельзя отнестини к одному изперечисленныхтипов сорбентов.

Адсорбционныесвойства адсорбентовзависят отхимическогосостава и физическогосостоянияповерхности,характерапористостии удельнойповерхности(поверхности,приходящейсяна 1 г вещества).Непористыеадсорбенты(молотые кристаллы,мелкокристаллическиеосадки, частицыдымов, сажи)имеют удельныеповерхностиот 1 м2/г до 500 м2/г.Удельные поверхностипористых адсорбентов(силикагелей,алюмогелей,алюмосиликатныхкатализаторов,активированныхуглей) достигают1000 м2/г [81].

Непористыевысокодисперсныеадсорбентыполучают, главнымобразом, притермическомразложенииили неполномсгоранииуглеводородов(получениесаж), сжиганииэлементоорганическихи галогенныхсоединений(получениевысокодисперсногокремнезема-аэросила).Пористые адсорбентыполучают следующимиспособами:
—создавая сетипор в грубодисперсныхтвердых телаххимическимвзаимодействием;
—приготавливаягели из коллоидныхрастворов —золей;
— синтезируяпористые кристаллытипа цеолитов,имеющие особеннобольшое значениекак катализаторы,адсорбентыи молекулярныесита.

Адсорбентыполучают такжетермическимразложениемкарбонатов,оксалатов,гидроокисей,некоторыхполимеров,молекулярнойвозгонкойтвердых телв вакууме и др.способами [11].Для препаратов,используемыхв качествесорбентов,характернатвердая структураи значительная(как правило)физическая,ионитная сорбция.Один из старейшихсорбентов,действие которогоосновано нафизическойсорбции, —активированныйуголь, а ионнойсорбции — пектиновыевещества ирастительныепродукты, содержащиеих в большомколичестве [82].

В последнеевремя для сорбцииразработаныспособы производствановых видовактивированныхуглей, имеющихвысокую механическуюпрочность. Кним относятсяугли марокСКТ-6А ВЧ, ИГИ,СКН, изготовленныеиз различныхуглеродсодержащихматериалов(каменный уголь,торф, спекающиесяугли) и характеризующиесяналичием суммарногообъема пор впределах 0,7—1,5см3/г [27].

Активированныеугли, в принципе,способны извлекатьзначительноеколичествовеществ смолекулярноймассой от несколькихдесятков донесколькихтысяч дальтон— азотистыешлаки (креатинин,мочевая кислота,индол, гуанидиновыеоснования,полиамины идр.), нейромедиаторы(адреналин,норадреналин,серотонин,ацетилхолин),аминокислоты,пептиды среднеймолекулярноймассы, триглицериды,насыщенныеи ненасыщенныежирные кислоты,сахара, кетокислоты,компонентыжелчи, стероидныегормоны и др.Кроме того,сорбции подвергаютсятяжелые металлы,алкалоиды,гипнотики,антидепрессанты,анальгетики,антипиретики,хлорированныеуглеводороды,фосфорорганическиеинсектициды,гербициды,дефолиантыи др. Посколькуизбирательнаяспособностьактивированныхуглей мала, томожно предполагать,что в растворахсмеси веществв большей степенина них будетсорбироватьсятот компонент,концентрациякоторого будетболее высокой[19, 20].

Средипрепаратовдля сорбцииприменяютугольные, кремниевыеи полимерныесорбенты. Дляэнтеросорбциичаще всегоиспользуютсяугольные сорбентымарок СКН, чтоозначает карбонатнасыщенный.

СорбентыСКН относятсяк группе поливалентныхфизико-химическихантидотов.Имеют хорошоразвитую микро-и мезопористость(объем сорбционныхпор колеблетсяот 1,0 до 1,5 см3/г,поверхностьпор — 1260—1600 м2/г)и хорошо адсорбируюталкалоиды,барбитураты,соли тяжелыхметаллов, токсиныбактериального,растительногои животногопроисхождения,производныефенолов, салициловуюкислоту, сульфаниламидыи т.д.


1.3. Механизмсорбции


Веществасначала диффундируютк внешней поверхностигранулы сорбента.Потом с помощьювнутреннейдиффузии черезмембрану, еслигранула инкапсулирована,адсорбат поступаетпо макропорамв мезопоры, гдеи происходитпроцесс адсорбциипутем объемногозаполнения.Поглотительнаяспособностьсорбентовобусловленаих пористойструктурой.Линейные размерыпор должнысовпадать сдиаметроммолекулы веществ,которые адсорбируются.

Междуповерхностьюсорбента истенками клетокразных видовпатогенныхбактерий происходитнеспецифическоевзаимодействие,которое неприводит кдеструкциимикробныхклеток. Этовзаимодействиепроходит в двестадии: сначалаглавную рольиграют дальнодействующие,а потом — близкодействующиеэлектростатическиесилы и взаимосвязи,которые возникаютмежду структурамиклеток и функциональнымигруппами поверхностисорбента. Наибольшуюстепень адгезии(прилипания)обеспечиваетсоответствиеразмеров сорбентаи микроорганизмов.


1.4. Биосорбентыи их применение


Проведеносравнительноеэкспериментальноеизучениегиполипидемическойактивностисорбентовприродногопроисхождения— микрокристаллическойцеллюлозы (МКЦ)и полифепана,а также синтетическихсорбентов —волокнистогоугля вауленаи сферическихкарбонатовСКНП-1 и СКНП-2[26]. Для сравненияиспользовалиизвестныежелчные сорбентыхолестирамини вазозан(холестирамин,обогащенныйпектином), а вопытах in vitro крометого препаратыпищевых волокон— пектин и метамуцил(США). Эти данныеуказывают наперспективностьприменениянеспецифичныхсорбентовприродногопроисхождения.

Известно,что многиеприродныекамеди растительногопроисхождения(аравийскаякамедь, индийскийтрагант, камедьплодов рожковогодерева и др.)обладаютадсорбционнойспособностью.Камедь, получаемаяиз семян вечнозеленогодерева семействабобовых Ceratonia celegua(каробан), являетсядовольно хорошимсорбентом. Впротивоположностьдругим камедям,из нее не выделяютсябольшие количестваионов калия,магния. По своемухимическомусоставу каробанпредставляетлинейный сополимерс элементарнымзвеном, состоящимиз четырехмолекул маннозыи одной молекулыгалактозы.Молекулярнаямасса полимера— 310000 дальтон.

Разработанспособ сорбциииз водных растворовтаких вредныхвеществ и соединений,как формальдегид,фенол, нитраты,нитриты, ионысвинца и др., вкотором в качествесорбентовиспользованыволокна изразличногорастительногосырья. Отмечено,что за процесссвязыванияуказанныхвеществ ответственныположительнои отрицательнозаряженныегруппировкилигнина, гемицеллюлоз,пектиновыхи белковыхвеществ, входящихв состав волокон[41—55].

Волокна— сложный комплексбиополимеровлинейной иразветвленнойструктуры сбольшой молекулярноймассой. Присутствиепервичных ивторичныхгидроксильных(целлюлоза,гемицеллюлозы),фенольных(лигнин), карбоксильныхгрупп (гемицеллюлозы,пектиновыевещества)обусловливаетмежмолекулярноевзаимодействие(водородныесвязи) различнойплотностиупаковки, способностьсорбироватьводу и другиеполярные молекулыи ионы. Поэтомудля волоконхарактерныводоудерживающаяспособность,ионообменныеи другие особенности.Волокна взаимодействуютс белками,ферментами,гормонами,продуктамираспада углеводов,пептидами иаминокислотами,жирными и другимикислотами.Характер этихпревращенийзависит отсостава волокон,содержанияв них полимеров,их строения,взаимосвязии плотностимежмолекулярнойупаковки, соотношенияаморфных икристаллическихучастков волокон[44, 45, 50].

Результатыоценки сорбционнойспособностиволокон, выделенныхиз различныхвидов растительногосырья, показывают,что найденановая группасорбентов,обладающихкак ионитной,так и молекулярнойсорбцией. Ониспособны связыватьионы свинца,кадмия и другихтяжелых металлов,нитраты, нитриты,аммиак, радионуклиды(стронций, цезий)и целый рядорганическихвеществ, в томчисле фенолы,формальдегид,карбамид идругие.

Помимосорбции экологическивредных веществ(ЭВВ), волокнаснижают поступлениев организмхолестерина,используютсяпри диабете[43—52]. Концентратыволокон, выделенныеиз различныхвидов растительногосырья, обладаютразной способностьюсвязывать ЭВВ.Очевидно, природныеволокна оболочекгороха, жомасахарной свеклы,жмыха семянвинограда илюцерны значительнопревосходятпо сорбциисвинца такиеизвестныесорбенты, какбилигнин, полифепан,карболен. Вменьшей мереони связываютнитраты, нитритыи в значительной— формальдегид,карбамид идругие вещества.

Основнымсорбирующимначалом в природныхволокнах являетсялигнин. Эффективенкомплекс целлюлозыс гемицеллюлозами.Целлюлозаобладает хорошейсорбционнойспособностьюпо отношениюк нитратам,карбамиду,меньшей — кдругим ЭВВ.

Целесообразнопродолжениеработ, направленныхна определениемаксимальнойадсорбционнойемкости природныхволокон, влиянияэкспозициина интенсивностьпроцесса адсорбции,температурногофактора, рНсреды и др.

Например,крилан являетсявысокомолекулярнымгетерополисахаридом.Это продуктмикробногосинтеза, содержащийкарбоксильныегруппы; егоосновная цепьсостоит изβ-1,3-связанногоманнана, а боковыецепочки представленыксилозой иглюкуроновойкислотой,присоединеннымик основной цепигликозиднымисвязями [56].

Изученавозможностьиспользованияфитомеланинаподсолнечнойлузги длядеметаллизациии контролясодержаниянекоторыхтяжелых металловв жидкой консервированнойпродукции [57].Фитомеланинполучали изисходного сырьяи использовалив водорастворимойаммонийнойформе. Авторыисследовалиосновныезакономерностипроцессавзаимодействияфитомеланинасо свинцом(II), медью (II), железом(III), хромом (III). Сэтими металламифитомеланинобразуетнерастворимыев воде соединения.Методом латинскихквадратовустановленыоптимальныеусловия созданияэтих комплексов.

Известно,что микроорганизмы,в том числедрожжи, способныизвлекать изсреды катионытяжелых металлов[58]. Особое значениево взаимодействиипоследних сдрожжевымиклетками имеютклеточныестенки. Препаратна основе клеточныхоболочек пекарскихдрожжей Sacch. сerevisiaeбыл разработанво Франции ииспользованкак эффективноесредство активацииспиртовогоброжения [59].Высокая стоимостьэтого препаратастимулировалаработы по созданиюего аналогов,один из которыхбыл разработанв МГАПП совместнос НИИсинтезбелка.Созданныйбиосорбент[60] и его модификацииуспешно использованыдля активацииспиртовогоброжения,детоксикациисусла и виноматериалов,содержащихостатки пестицидов,а также дляпрофилактикии устраненияпокоричневениябелых столовыхвиноматериалови соков. Биосорбентпредставляетсобой специальнообработанныеклеточныеоболочки дрожжейPichia membranafaciens, являющиесяпобочным продуктомпроизводствацитохрома С[38].


1.5. Иммобилизацияклеток микроорганизмов


Закрепленныеклетки значительноотличаютсяпо своим свойствамот свободныхклеток. Так,например, правильновыбранныйспособ иммобилизациипозволяетполностьюсохранитьактивностьштамма микроорганизмов.

Методыиммобилизациипринято классифицироватьна: физические,механическиеи химические.

1) Физическиеметоды иммобилизацииоснованы надействииэлектростатическихсил, сил адгезиии поверхностномнатяжении.Адсорбцияявляется самымпростым и широкоизвестнымспособом закреплениямикроорганизмовна поверхностиносителя. Этотметод отличаетсяпростотойподготовкии эксплуатациисорбента,возможностьюиспользованиядешевых и доступныхносителей.

2) Химическиеметоды иммобилизацииоснованы наобразованииковалентныхсвязей клетокмикроорганизмовс активированнымносителем засчет поперечнойсшивки активныхгрупп клеточныхстенок с бифункциональнымиагентами. Наиболеечасто в качествебифункциональногоагента используютглутаровыйальдегид. Вкачестве носителейприменяютсяселикогели,оксиды титана,другие полимерныесоединения.Недостаток - контакт клетокмикроорганизмовс химическимиреагентами,что может приводить к таким нежелательнымпоследствиям,как интоксикацииклеток и потериих активности.

3) Механическиеметоды. Этиметоды основанына включенииклеток в различныегели, мембраныи волокна. Недостатокв том, что молекулысубстрата,продукта ипитательныхвеществ должныдиффундироватьчерез твердуюматрицу, а этозаведомо снижаетскорость реакции,также сорбенты,полученныепутем включенияв мягкие гели,имеют недостаточностабильныегидродинамическиепоказатели.При длительнойэксплуатациигели набухают.Это приводитк резкому увеличениюгидравлическогосопротивлениямассы сорбента[71,72].

Физиологические и морфологическиепризнаки подвергаютсязначительнымизменениямпри иммобилизации.Иммобилизациятакже влияетна ферментативнуюактивность,скорость размножения,интенсивностьбиохимическихпроцессов. Этовлияние можеттакже улучшатьсвойствамикроорганизмов,как сорбентов[73].

Наибольшееприменениеиз всех вышеописанныхспособовиммобилизацииклеток находитадсорбциямикроорганизмовна поверхностисорбента. Этосвязано с тем,что высокаястоимостьделают невозможнымширокое применениемеханическииммобилизованныхклеток. Химическийметод малопригоден,так как прииспользованииданного методатребуетсяспециальнаяобработкаклеток микроорганизмов,что значительноудорожает иусложняет процесс подготовкисорбента.Адсорбционныйспособ закрепленияклеток отличаетсяпростотой идоступностью[7].


1.6. Мох видасфагнум


Ионообменникиприродногопроисхожденияинтенсивноизучаютсяпоследние годы.Рассмотримболее подробномох вида сфагнум[74].

Мохообразныеможно разбитьна три класса:антоцеротовые(Аnthocerotae), печеночники(Нераticае) и мхи(Мusci). Мохообразныепроизошли отзеленых илибурых водорослей.При прорастанииспор у мховразвиваетсяветвистаязеленая нить— протонема,которая напоминаеттело нитчатыхводорослей.Среди тысячвидов мохообразныхлишь немногиевиды, являютсяполусапрофитами— растениями,способнымичастично питатьсяза счет мертвогоор­ганическоговещества субстратаи частичносоздаватьорганиче­скиевещества изнеорганическихза счет энергииСолнца. Сапро­фитныхорганизмовсреди мохообразныхничтожно мало.К сапрофитам,растениям,живущим толькоза счет разложениямертвогоорганическоговещества субстрата,относится,например,криптоталлусудивительный(Cryptothallus mirabilis). Виды милиххоферии(Mielichhoferia), называемойеще «медныммхом», живутна скалах, содержащихионы меди вколичестве,в тысячу разпревышающеммаксимальныйуровень, допустимыйдля жизни большинствацветковыхрастений. Средимохообразныхесть виды, обитающиена субстратах,которые содержатсоли тяжелыхметаллов втаком количестве,что другиевысшие растенияна таких почвахжить не могут.Изучениебиохимическогостроения сфагновпоказало, чтоих клеточнаяоболочка состоитиз целлюлозы,гемицеллюлозы,пектиновыхвеществ, липоидови пигментов.Строение клеточнойстенки можнопредставитькак жесткуюоболочку, состоящуюиз полисахаридов,которые можноразделить надве большиекатегории(полисахариды,которые существуютв составе стенкив кристаллическойформе, и всеостальныеполисахариды).Полисахаридыпервой категории– очень длинныенеразветвленныемолекулы, которыев клеточнойстенке агрегированыв пучки, называемыемикрофибриллами.Микрофибриллызаключены вматрикс, состоящийиз полисахаридовклеточнойстенки, которыене имеют кристаллическойструктуры[75,76].

Непосредственноиспользуютсячеловеком лишьнемногиемохообразные.Сфагны, обладающиеантибиотическимисвойства­ми,большой влагоемкостьюи хорошимитеплоизоляционнымикачествами,употреблялисьв медицине дляперевязок.Используютсясфагны в качестветеплоизоляционногоматериала встроительстве.Класс Мхи (Мusci)представлен:подклассомсфагновые,семействомсфагновые,родом сфагн,около 40 видов(Вульфа, Гиргензона,дубравный ит.д.).

Отметим,что наряду стехническимисредствами,для индикациизагрязненийатмосферноговоздуха весьмаперспективноиспользованиебиологическихметодов, которыеболее доступныи не требуютбольших материальныхзатрат и капиталовложений.Было установленоуменьшениесодержанияпигментовлишайниковв зоне воздействиязагрязненияи зависимостьэтого показателяот расстояниядо источника.Установлено,что лишайникиусваивают изокружающейсреды многиемикроэлементы, причем ихконцентрациянаходится впрямой зависимостиот концентрациизагрязняющихвеществ в атмосфере. Мхам принадлежитсущественнаяроль в процессахпервичногоперехватыванияи аккумулированиярадионуклидов.Так в моховомпокрове лесныхбиогеоценозовможет сосредотачиватьсяболее 70% всехзапасов радионуклидов,поступающихс глобальнымивыпадениями.В зависимостиот индивидуальныхособенностейанатомо-морфологическогостроения слоевищи спецификойобитания наблюдаетсянеоднородностьв накопленииSr90 и Cs137 отдельнымивидами мхови их экологическимигруппами. Возможноиспользованиемхов в качествеобъекта примониторингесодержаниярадиоактивногоцезия и стронция.Известны тригруппы исследованиймохообразныхкак накопителейтяжелых металлов:1) определениеконцентрацийтяжелых металловво мхах, растущихв естественныхусловиях обитания;2) использованиеспециальностандартизированныхсфагновыхмешочков; 3)исследованияпо определениютерпимостиопределенныхвидов мохообразныхк различнымконцентрациям ионов тяжелыхметаллов. Известныисследованияпо использованиюв качествеприродныхбиосорбентовлистостебельногомха Tortula desertorum Broth и дляизвлеченияртути и серебраих водных растворов.Таким образом, было показано,что мох являетсяновым высокоэффективнымсорбентом дляизвлеченияионов тяжелыхметаллов. Отметим,что при использованиимохообразныхкак сорбентовионов тяжелыхметаллов равновесноесостояние(сорбционноеравновесие)устанавливаетсяв течение несколькоминут [74-76].

В исследованияхпо изучениювозможностииспользованияводорослиDurvillaea potatorum для сорбцииионов тяжелыхметаллов (Cu2+, Cd2+)из сточных вод,было установлено,что общая сорбционнаяемкость бинарнойсистемы былаподобна емкости,полученнойдля одногометалла. Максимальнаяадсорбциякадмия и медидостигаласьпри рН=5,5 [79].

Интересныеисследованиябыли проведеныучеными изИнститутабиохимии им.А.Н.Баха РАН иИнститутамикробиологииРАН. Одноклеточныецианобактериивида Nostoc muskorum, способныпитатьсяраствореннымив воде тяжелымиметаллами ипревращатьих в нерастворимыевещества. Проведеннаясерия экспериментовобнаружила,что данныемикроорганизмысреди бактерийпо утилизациикадмия занимаютодно из первыхмест, т.к. ониспособныперерабатыватьионов кадмияпочти в трираза большеостальных видовбактерий. То,что цианобактерииспособны усваиватьтяжелыми металлами,известно давно,но раньше ученыеэкспериментировалис видами, которыенакапливалимедь, цинк иликадмий внутрисобственнойклетки, темсамым лишаяклетку возможностинормальноработать. А вотNostoc muskorum живут вгубительнойдля другихцианобактерийсреде по полгода,потому чтоизвлекают изводы соли кадмияиначе. Кадмийне проникаетвнутрь их клетки,чтобы связатьсяс жизненноважным белком,он застреваетв ее слизистойоболочке, откуда берет серу длясоздания сульфидакадмия, которыйне растворяетсяв воде. В оболочкеклетки скапливаютсяи кристаллычистого кадмия,который образуетсявнутри кристалловсульфида кадмияпод воздействиемсолнечногосвета. ВыращивалиNostoc muskorum на искусственнойпитательнойсреде, в которойнеобходимыйдля их ростанитрат калиязаменяли нанитрат кадмия.В течение 5 минутупотребляетсяоколо 40 % всехионов кадмия,находящихсяв растворе, а через троесуток слизистаяоболочка клетокпокрываетсятемными частицами- кристалламисульфида кадмия[59].


1.7. Механизмсорбции металловмикроорганизмами

из растворов


Металлывлияют на многиестороны метаболизма,их действиена клетки носит,как правило,неспецифическийхарактер. Катионытяжелых металловмогут взаимодействоватьс гидроксильными,карбоксильными,фосфатными,сульфгидрильнымии аминогруппами,вызывая изменениясвойств белков,нуклеотидов,коферментов,фосфолипидов,в состав которыхвходят перечисленныегруппировки.В результатеингибированияферментныхсистем нарушаютсядыхание, синтезбелка и РНК,функции цитоплазматическоймембраны.

Некоторыемикроорганизмыспособныприспосабливатьсяк высокимконцентрациямионов тяжелыхметаллов.Устойчивостимикроорганизмовк высокимконцентрациямионов тяжелыхметаллов способствуютнизкая проницаемостьмембран дляэтих ионов,выведение ихиз клеток, атакже внутриклеточноеобезвреживание.Устойчивостьмикроорганизмовк тяжелым металламво многих случаяхдетерминируетсяплазмидами.Выделениештаммов бактерий,устойчивыхк тяжелым металламимеет значениедля современнойбиотехнологии.

Бактерииспособныконцентрироватьтяжелые металлывнутри клетокили в поверхностныхструктурах,извлекая ихиз разбавленныхрастворов.Например, вклетках бактерийкишечной группыможет накопитьсядо 90мг кадмияна 1г сухой биомассы[2].

Низкиеконцентрации тяжелых металловмогут стимулироватьрост микроорганизмов[3,4]. Действительно,в ряде случаевтакие тяжелыеметаллы, какCo, Cu, Fe, необходимыдля питаниямикроорганизмови должны присутствоватьв питательной среде лишь вочень низкихконцентрациях порядка несколькихмкг/л. Любой изметаллов вдостаточновысоких концентрацияхстановитсятоксичным длямикроорганизмов[5]. Механизмыи скоростиаккумуляцииметаллов разные.Токсическоедействие тяжелыхметаллов зависитот природысоединенияи рассматриваемогоорганизма. Одниэлементы, такиекак Cu, связываютсяв основном склеточнойповерхностью,где и локализуютсявызываемыеими повреждения,кроме того наповерхностиклеток адсорбируютсякадмий, серебро,уран. Другиеэлементы (ртуть,цинк, никель,кобальт, свинец,стронций) проникаютвнутрь клетки,где связываютсяс определеннымифункциональнымигруппами, вчастности сSH-группами,инактивируя,таким образом,жизненно необходимыемолекулы ферментов,или откладываютсяв металлическойформе. Проявлениятоксичностимогут бытьразличными,например, изменениеморфологииклеток иликлеточногометаболизма,бактериостазили гибельклеток. Показано,что избыточноеколичествоионов меди восновном сорбируетсяна поверхностиклеток. Высказанопредположение,что сорбциямеди на поверхностиклеток затрудняеттранспорт ионовчерез клеточныемембраны иингибирует рост микроорганизмов[6].

Микроорганизмыпо-разномуреагируют натяжелые металлыв зависимостиот вида микроорганизмаи концентрациитяжелых металловв среде. Рядмикроорганизмовспособен осуществлятьактивный транспортнекоторых изэтих элементоввнутрь клетки.Существуютбактерии игрибы, которыевырабатываютспециальныехелатообразующиевещества, облегчающиепроникновениежелеза в клеткупри нейтральныхзначениях pH.Это проникновениепроисходитв результатеактивноготранспортахелатногожелеза и распадахелата послеего переносачерез мембрану.Даже токсичныйион арсенатаможет проникнутьв клетку путемактивноготранспорта, как в случаеSaccharomyces cerevisiae [5].

У грамотрицательныхбактерий поверходнослойногоили реже двухслойногомуреиновогомешка располагаетсянаружный слойклеточнойстенки. Этотслой стенкисостоит избелков, фосфолипидови липосахаридов.

Со слоямимуреина ковалентносвязаны липопротеины;они ориентированынаружу своимилипофильнымиконцами и такимобразом закрепленыв липофильномдвойном слое(благодарягидрофобномувзаимодействию).В этом слоенаходятсяфосфолипидыи гидрофобныеконцы липополисахаридов.Наружная мембранаграмотрицательныхбактерий выполняетне толькомеханическую,но и важныефизиологическиефункции. В еёдвойной липидныйслой, состоящийиз липида А,полисахаридови фосфолипидов,встроеныбелки-порины,участвующиев транспортеразличныхвеществ. Промежутокмежду муреиноми плазматическоймембранойназываютпериплазмическимпространством.В нём находятсябелки-деполимеразы(протеиназы,рестриктазы),периферическиебелки плазматическоймембраны и такназываемыесвязующиебелки. Последниеучаствуют впереносе некоторыхсубстратовв цитоплазму[10].

Проникаяв клетку, металлыиндуцируютсинтез внутриплазматическихсоединений.В результатечего происходитсвязываниеметалла полифосфатамиили белками-металлопротеинами. Молекулярнаямасса последних– 6.000-10.000. Для нихтипичны триароматическихаминокислотыи высокое содержаниецистеина (30%),богатого SH-группами.Металиндуцированныепротеины былиобнаруженыв цианобактериях,бактериях,дрожжах.

Устойчивостьк металламчасто можетбыть связанас уменьшениемпоглощенияили проницаемостиклеточноймембраны. Транспортионов металловв микробныеклетки ингибируетсянизкими температурами,метаболитнымиингибиторамии в отсутствиеисточниковэнергии. Наскорость поглощениявлияют метаболическоесостояниеклетки и составвнешней среды.Транспортныесистемы, встречаемыев микроорганизмах,различаютсяпо специфичности.

Многиемеханизмытранспортаионов металловоснованы надействииэлектрохимическогопротонногоградиента. Внекоторыхслучаях внутриклеточноепоглощениеосуществляетсяпосредствомдиффузии (когдапод действиемтоксическихвеществ увеличиваетсямембраннаяпроницаемость). В одной из работанализ транспорта64Cu2 показал, чтоустойчивыеклетки обладаютпониженнойаккумуляциейионов меди втечение log фазыбактериальногороста, в то времякак увеличениепоглощениянаблюдаетсяв стационарнуюфазу роста[15].

Поглощениеметалловмикроорганизмамиидет в две стадии:первая стадияпроходит втечение 2-3 минут, за это времяпроисходитрезкое снижениеконцентрацииионов тяжелых металлов врастворе, втораястадия протекаетзначительно медленнее, таккак существуетзависимостьэтой стадииот концентрации ионов тяжелыхметаллов врастворе. Причинойсорбции металловсчитаетсясуществованиевнеклеточныхполимеров, атакже фосфатныхи уроновыхгрупп в составеклеточнойстенки микроорганизмов.Для сорбциитяжелых металловбыли исследованымодифицированныематериалы,содержащиеразличныеколичествапривитых молекулполиакриловойкислоты иполиакрилонитов[17].

Такимобразом, можносделать вывод,что проблемаизучения сорбционныхсвойств природныхсорбентовактуальна внастоящеевремя. Как видноиз аналитическогообзора способыизвлечениятяжелых металловиз разбавленныхрастворов досих пор несовершенны.Исследования,посвященныесовместномуизучению системы«мох-микроорганизмы»,вообще практическине имеют аналогови поэтомупредставляютособый интерес.Из всего этогоследует, чтотема настоящейдипломнойработы актуальнаи востребована.



3. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯЧАСТЬ


3.1. Обоснованиесхемы проведенияэксперимента


Из аналитическогообзора видно,что сорбционныесвойства мхапо отношениюк тяжелым металламнедостаточноизучены внастоящеевремя, но возможностьиспользованиямха как биосорбентаочень привлекательнав силу егопротектирующегодействия, котороеосновано наприсутствиив составе мхатаких веществкак полиурониды(полисахариды,содержащиекарбоксильнуюгруппу в 6-омположениипирановогоили ангидроглюкозногоцикла) и котороевыражаетсяв прочномизбирательномсвязыванииионов тяжелыхметаллов.

Задачамиданной дипломнойработы являются:

  1. Изучениевозможностииспользованиясистемы«мох-микроорганизмы»к извлечениюионов тяжелыхметаллов (ионовмеди(II)и кадмия(II))из разбавленных растворовсолей этихметаллов. ВкачествемикроорганизмовисследоваласьсуспензияPseudomonasaeruginosaB7.В качествемха - мох видасфагнум.

  2. Выявлениедоли участиякаждого компонентасистемы«мох-микроорганизмы»в процессесорбции металлов.

В связи сэтим исследованияпроводилисьв трех основныхнаправлениях:

  1. Изучениесорбции металловмхом.

  2. Изучениесорбции металловмикроорганизмами.

  3. Изучениесорбции металловв системе«мох-микроорганизмы».

В качествеисточниковтяжелых металловиспользовалисьсоли этих металлов(сульфат медии ацетат кадмия),тяжелые металлы,входящие всостав этихсолей представляютсобой большуюэкологическуюпроблему. Привысоких концентрацияхионов металловв растворахсуществуетдостаточноразличныхметодов, позволяющихвысоко эффективноизвлекатьэти металлыиз растворов,однако этиметоды неэффективныпри извлечениитяжелых металловиз разбавленныхрастворов.Именно поэтомуконцентрационныйинтервалрастворов,используемыхв исследованияхбыл взят от0,1 моль/л до 0,00001моль/л.

БактерииPseudomonasaeruginosaможно культивироватькак на жидкой,так и на плотнойпитательнойсреде.








БГТУ03.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Технологическаячасть

Стадия

Лист

Листов

Пров.

СобещукО.П.






1

4

Консульт.

СобещукО.П.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.

СобещукО.П.


Утв.

ГрицН.В.




Однако привыращиваниибактерий нажидкой средемикробнаясуспензиясодержит большоеколичествовзвешенныхчастиц питательнойсреды, что вдальнейшембудет вноситьбольшую погрешностьв результатыфотометрическогоопределенияконцентрациимикробнойсуспензии. Всвязи с этимнаиболеецелесообразнос точки зренияполучениячистой микробнойсуспензии идостоверностирезультатовпроизводитьнаращиваниебиомассы натвердой питательнойсреде и затемотделять ееот питательногоагара путемсмыва культурынебольшимколичествомфизиологическогораствора.

После того,как сорбенты(микроорганизмыи/или мох) обрабатываютсярастворамитяжелых металловнеобходимоотделение самихсорбентов отраствора тяжелыхметаллов. Дляотделения мхаиспользовалсябумажный фильтр.Для отделениямикроорганизмовприменялосьцентрифугированиена скорости8000 об/мин в течение10 минут.

При изучениисорбционнойспособностисистемы«мох-микроорганизмы»для отделениярастворовметаллов отсорбентовнаиболеецелесообразноприменениемикробногофильтра. Этотпроцесс длителен,поэтому приизучении кинетики сорбции металловсистемой «мох- микроорганизмы»надо это учитывать,для того чтобыне вноситьбольшую погрешностьв измерения.

Определениеионов тяжелыхметаллов врастворахвозможнофотоколориметрическим,фотометрическими титриметрическимметодами. Вслучае первыхдвух методовтребуетсяперевод ионовметаллов вкомплексы. Этиметоды трудоемки,сложны в исполнениии требуютзначительныхнавыков исполнения.

Титриметрическийметод в отличииот двух вышеперечисленныхметодов определенияионов тяжелыхметаллов прости удобен вприменении,а также имеетвысокую точностьопределения.Он позволяетбыстро и качественнопровести определениеионов исследуемыхметаллов. Ионыметалловоттитровываютсяраствором ЭДТАв присутствииметаллоиндикаторов(мурексид,эриохромовыйчерный Т).


3.2. Описаниесхемы проведенияэксперимента


Приготовлениерастворов медии кадмия. Сначалаготовятсярастворы сконцентрацией0,1 моль/л. Растворы остальныхконцентрацийготовятся путемпоследующегоразбавленияисходных растворов(0,1моль/л), такназываемыхматочных растворов(0,02; 0,005; 0,0001; 0,00002; 0,00001 моль/л).

Приготовлениесуспензиимикроорганизмов.Бактерии Pseudomonasaeruginosaвыращивалисьв пробиркахна скошенномпитательномагаре. Микробнуюкультуру отагара отделяютфизиологическимраствором,который заливаютв пробирки изатем постепеннымвстряхиваниеми покачиваниемпробирки отделяюткультуру. Полученнуюсуспензиюхранят в холодильнике.


Затем сорбенты(мох, суспензиямикроорганизмов,гетерогеннаясистема«мох-микроорганизмы»)обрабатываемрастворамиметаллов. Поистечениинеобходимоговремени сорбентыотделяютсявышеперечисленнымиспособами.

Общая схемаисследованийпредставленана рис.3.1.


Схемаисследований

ПриготовлениеПА. Приготовлениереактивов.





Приготовлениемикробнойсуспензии





Изучениесорбции металлов





Изучениесорбции микроорганизмовмхом






Обработкарастворамиметаллов





Фильтрованиечерез бумажный фильтр

Фильтрованиечерез микробныйфильтр

Центрифугирование8000 об/мин





Разведение



Посевна чашки

Петри



Инкубированиев термостате



Подсчетвыросших колоний



Титрованиераствором ЭДТАв присутствииметаллоиндикатора





Обработкаэкспериментальныхрезультатов



Рис.3.1.



4. МЕРОПРИЯТИЯПО ОХРАНЕ ТРУДАИ БЕЗОПАСНОСТИЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ


4.1.Мероприятияпо охране труда


Данная дипломнаяработа посвященаизучениюсорбционныхсвойств мхапо отношениюк тяжелым металлами микроорганизмам.

Охрана трудапредставляетсобой системузаконодательных,социально-экономических,технических,санитарно-гигиеническихи организационныхмероприятий,обеспечивающихбезопасность,сохранениездоровья иработоспособностьчеловека впроцессе труда.

При работе влабораториибольшое значениеимеет охранатруда. Исследования,проводимыев лаборатории,не всегдабезопасны.Поэтому возникаетнеобходимость обеспечениянадежностии безопасностиработы сотрудников.При проведенииисследовательскойнаучной работына работниковдействуетцелый комплексвредных и опасныхфакторов. Вданном разделедипломнойработы проведенанализ потенциальноопасных и вредныхфакторов, разработаны конкретныемероприятия,которые направленныена улучшениеусловий труда,снижениепроизводственноготравматизмаи профессиональныхзаболеваний,а также наповышениебезопасностиработы с приборамии оборудованием,находящимисяв лаборатории.


4.1.1. Анализпотенциальноопасных, вредныхпроизводственныхфакторов,пожароопасностии взрывоопасности

Проведениеданной исследовательскойработы включает в себя следующиестадии:


  1. получениемикробнойсуспензии;

  2. обработкамха и суспензиимикроорганизмовразбавленнымирастворамитяжелых металлов;

  3. титрованиеисследуемыхпроб растворомЭДТА.

В соответствиис ГОСТ 12.0.003-74 дляработы характерныследующиегруппы опасныхи вредныхпроизводственныхфакторов:

  • Повышеннаятемператураповерхностейоборудованияи материалов;

  • Повышенныйуровеньультрафиолетовойрадиации;








БГТУ04.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Мероприятияпо охране трудаи безопасности жизнедеятельности

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1 14

Консульт.



БГТУ

Консульт.



Н. контр.



Утв.




  • Группа химическиопасных и вредныхпроизводственныхфакторов:раздражающиевещества (парыаммиака); общетоксическиевещества,действующиена центральнуюнервную систему,кровь и кроветворныеорганы (медьи кадмий); вещества,влияющие нарепродуктивнуюфункцию (кадмий);

  • Группа биологическиопасных и вредныхпроизводственныхфакторов:микроорганизмы–Pseudomonas aeruginosaB7;

  • Группа опасныхпроизводственныхфакторов приводящихк ожогам (открытоепламя спиртовки).


Привыполнениидипломнойработы использовалисьвредные вещества,характеристикакоторых приведенав табл. 4.1.


Таблица 4.1

Характеристикавредных веществ[63,64,65]


Наименованиевредных веществи выделений Характери-стикапо токсичности Характеристикапо пожароопасности Характеристикавоздействияна организмчеловека

ПДК,

мг/м3

класс опас-ности

tвсп

°С

tсам

°С

НПВ ВПВ
1 2 3 4 5 6 7 8

Спирт этиловый


1000 4 16 400 19 67

Наркотик, вызываю-

щий параличЦНС,

при длительномвоз - действииприводит ксухости кожи.

Сульфат меди 100 3 206 620 - - Действуетна центральнуюнервную систему,кровь и кроветворныеорганы.

Ацетаткадмия


0,5 3 320 1373 - - Влияетна репродуктивнуюфункцию.
Аммиак 3 3 - - - - Раздражающиедействие наслизистыеоболочки глаза,носа, гортани,кожный покров.

В процессеработы использовалосьследующееоборудование:термостат,автоклав, качалка.Нарушениеправил эксплуатацииэтого оборудованияможет привестик поражениюэлектрическимтоком, результатомпораженияявляютсяэлектрическиетравмы.

При работе влабораторииопасностьпредставляетавтоклав, которыйявляется аппаратом,работающимпод повышеннымдавлением.

Неосторожнаяработа с использованиемспиртовки можетпривести ктермическиможогам и угрозепожара.

При работе свключеннойбактерициднойлампой работникможет получитьожоги глаз иучастков кожи,незащищенныходеждой. Длинаволны ультрафиолетовогоизлучениясоставляет200-280 нм. Данноеизлучение оказываетсильное разрушительное действие наклетки живыхорганизмов.Озон, которыйобразуетсяпод действиемУФ излучения,окисляет органическиевещества.

МикроорганизмыPseudomonas aeruginosaявляются патогеннымимикроорганизмами,они часто встречаютсяпри ожогах иязвах, а такжепри хроническихотитах.

Помещениелабораториисогласно НПБ5-2000 относитсяк пожароопаснойкатегории В3[82]. Определениепожароопаснойкатегориипомещенияосуществляетсяпутем сравнениямаксимальногозначения удельнойвременнойпожарной нагрузки.

Удельная пожарнаянагрузка определяетсяпо формуле 4.1:


q = Q/S (4.1)


где Q - пожарнаянагрузка (впределахпожароопасногоучастка, составляет10400 МДж.);

S - площадьразмещенияпожарной нагрузки(S пожароопасногоучастка равна18 м2);


q = 10400/18 = 578 МДж/м2


Согласно НПБпомещениелабораториипри удельнойпожарной нагрузкеот 181 до 1400 МДж/м2относится кклассу В3. Дляэтого классахарактерноналичие горючих и трудногорючихжидкостей.

Согласно ПУЭ-86помещение лабораториипо пожарной опасности относится к классу П-IIa,так как в нем обращаются твердые горючие вещества.

В соответствиис РД 34.21.122-87 помещениелабораториипо молниезащитеотносится к третьей категории.Для него предусматриваетсясетчатая молниезащита,которая вмонтированав кровлю основногоздания, потомучто параметрыздания несоответствуютрасположениюотдельно стоящегостержневогомолниеотвода[66].

Производственныепроцессы относятсяк группе 1а в соответствии с СНиП 2.09.04-87, таккак в лаборатории обращаютсяматериалы и вещества 3 и4 класса опасности[67].


4.1.2. Инженерныемероприятияпо обеспечениюбезопасноститехнологическихпроцессов


Для предупрежденияожогов влабораториииспользуютсязащитные костюмыпромышленногопроизводстваи простейшиесредства защиты(производственнаяодежда и обувь).

Для предупрежденияэлектротравматизмав лабораторииприменяетсясистема защитногозануления изащитногоотключения.Обслуживаниеэлектроизмерительныхприборов проводитсяв соответствиис действующими«Правиламитехническойэксплуатацииэлектроустановокпотребителей».

Для молниезащитысогласно РД34.21.122-87 на крышезащищаемогоздания устанавливаетсястержневыймолниеотвод[66].

Столы и места,на которыхустановленыэлектронагревательныеприборы, защищеныасбестовымпокрытием.

Работа с микроорганизмамиведется в специальнооборудованныхбоксах и с помощьюспециальныхинструментови вспомогательныхматериалов(микробиологическаяпетля, шпатель,стерильныепипетки, спиртовка,спички, резиноваягруша для отборажидкостей).Основнымимерами защитыот ультрафиолетовогоизлученияслужат экранированиеисточниковизлучения(стены в боксеокрашены цинковымибелилами всерый цвет) ииспользованиесредств индивидуальнойзащиты (спецодеждаиз тканей, непропускающихультрафиолетовоеизлучение,таких как льнаи хлопка, фартук,защитные очки).

Для дезинфекциипомещенийиспользуютбактерицидныелампы. Лампыустанавливаютна высоте 1,5-2 мот пола из расчетаодна лампа на1 м2 помещения.Стерилизациюосуществляютв течение 3-3,5 ч.

Автоклав вобязательномпорядке регистрируетсяв ПРОМАТОМнадзоре.


4.1.3. Инженерныемероприятияпо обеспечениюсанитарно-гигиеническихусловий труда


Освещение.Один элементовблагоприятныхусловий труда- это рациональноеосвещениепомещений ирабочих мест.При правильномосвещенииповышаетсяпроизводительностьтруда, улучшаютсяусловия безопасности,снижаетсяутомляемость.Неправильноеи/или недостаточноеосвещение можетпривести ксозданию опасныхситуаций.

Освещенностьпомещениявыполненасогласно СНБ2.04.05-98. В лаборатории второй разряд зрительной работы, чтосоответствует наименьшим размерам объектаразличия от 0,15 до 0,3. Предусмотреносовмещенноеосвещение:естественноеи искусственное.Естественноеосвещение(боковое одностороннее)выполнено ввиде оконныхпроемов. Искусственноеосвещениеосуществляетсясветильникамис газоразряднымилампами [61].

Рассчитаеместественноеосвещение по следующимданным: размерыпомещения(длинна, ширина,высота); характеристиказрительныхработ (наименьшийразмер объектаразличения,мм); вид освещения (боковое); месторасположенияздания; и др.[62].

Размерылаборатории:длинна-6м, ширина-3м,высота -3м.

Принимаембоковое одностороннееосвещение,расчет площадисветовых проемовпроизводитсяпо формуле 4.2.


100*So/Sn=lн*Кз*о/(о*r1)*Кзд (4.2)

где- So-площадьсветовых проемовпри боковомосвещении;

Sn-площадь полапомещения;

lн - нормированноезначение КЕО;

Кз - коэффициентзапаса;

о - световаяхарактеристикаокон;

о - общий коэффициентсветопропускания;

r1 - коэффициент,учитывающийповышение светаКЕО при боковомосвещении;

Кзд - коэффициент,учитывающийзатенение окон противостоящимизданиями;

Sn=18м2

lн = l*m*С


где l- значениеКЕО (КЕО определяемпо разряду зрительнойработы), КЕО=2,5

m- коэффициентсветовогоклимата;( длягорода Минскаm=1)

С - коэффициентсолнечногоклимата (длягорода МинскаС=1)

lн=2,5*1*1=2,5

Кз=1,5

Определимотношениедлинны помещенияLn к глубинепомещения В:

Ln/ В=6/6=1

Определим отношениеглубины помещенияВ к высоте отуровня рабочейповерхностидо верха окнаh1 (при блочномвиде бокового остекленияh1=2,8м.): В/ h1=6/2,8=2,14

Значение световойхарактеристикисветовых проемово=16

Общий коэффициентсветопропусканияопределяемпо формуле 4.3.


о=1*2*3*4*5 (4.3)


где 1-коэффициентсветопропусканияматериала;

1=0,9

2-коэффициент,учитывающийпотери светав переплетахсветопроема;

2=0,6

3- коэффициент,учитывающийпотери светав несущихконструкциях;

3=0,8

4- коэффициент,учитывающийпотери светав солнцезащитныхустройствах;

4=1

5- коэффициент,учитывающийпотери светав защитнойсетке;

5=0,9 /50/

0=0,9*0,6*0,8*1*0,9=3,89

Кзд=1

Отношениерасстояниярасчетной точкик глубине помещенияlpm/В=5/6=0,83


Площадь отражаемыхконструкцийвсего помещения:Sстен=6*3*2+3*3*2=54м2

Sпола=Sпотолок=18м2

Коэффициентыотражения стен,пола, потолка

ст=0,5, потолка=0,7, пола=0,5

ср=(ст*Sстен+потолка*Sпотолок+пола*Sпола)/(Sстен+Sпола+Sпотолок);

ср=(0,5*54+0,7*18+18*0,5)/(54+18+18)=0,61

r1=3,8 /49/

Sо=( lн*Кз*о*Sn)/( о*r1)=(2,5*1*16*18)/(3,89*3,8)=4,87м2

Необходимоеколичествоокон при площади2,4*3=7,2м2

Nо= Sо/Sокн=4,87/7,2=0,67(принимаем 1окно) [61, 62].


Вентиляция.Воздух в лабораторныхкомнатах загрязняетсявыделениямивредных веществ.Согласно СНиП2.04.05-91 каждая лабораторияоборудованасистемой естественнойи приточнойвентиляции.Отдельноспроектированасистема местныхотсосов. Приточныесистемы обеспечиваютвозмещениевоздуха, удаляемогосистемой вентиляции,местными отсосамии на технологическиенужды [83].

Отопление. Дляобеспечениятребуемойтемпературыв помещениив соответствиисо СНиП 2.04.05-91 предусмотренасистема водяногоотопления. Вкачестве приборовотопленияприменяютсярадиаторы [83].

Водоснабжение.Лабораторноепомещениеоборудовановодопроводом,раковинамис подводомхолодной воды.Вода используетсяна покрытиехозяйственно-питьевых,технологическихи противопожарныхнужд. Для обеспеченияэтих потребностейзабор водыосуществляетсяиз городскихводопроводныхсетей [84].

Водоотведениеи очистка сточныхвод. В соответствиис составомсбрасываемыхвод предусмотреныхозяйственнаяи производственнаясистема канализации.Очистка сточныхвод осуществляетсяна городскихочистных сооружениях[85].

Индивидуальнаязащита и гигиенаработающих.Работникилабораторииобеспечиваютсясредствамииндивидуальнойзащиты. Длязащиты лица,органов зренияприменяютсягерметичныеочки, защитныеочки и маска.Для защиты рукиспользуютрезиновыеперчатки, помимоэтого работникамтакже выдаетсясиликоновыйкрем. Для предотвращенияпопаданияразличныхвеществ наодежду рабочегоследует надеватьбелый халат.Лабораторияобеспеченааптечкой, снабором необходимыхмедикаментов[86, 87].

Вспомогательныездания и сооружения.Для обеспечениянормальнойработы в лабораториирасположенумывальники расположеншкаф для верхнейодежды. Комплексвспомогательныхпомещений(уборных) в целяхэкономии местав лабораториивынесен за еепределы ирасполагаетсяв основномздании [67] .


4.1.4. Техническиерешения, обеспечивающиевзрыво- ипожаробезопасностьв лаборатории


Для обеспеченияпожарной безопасностивнедрены следующиемероприятия:для изоляцииот пожара верхнихэтажей сделаныпротивопожарные перекрытия,при пожареобеспеченабыстрая и безопаснаяэвакуация людейчерез выходы;лабораторияобеспеченасредствамипожаротушения,согласно нормам,

которые учитываютфизико-химическиеи пожароопасныесвойства веществ,а также величинупомещенийлаборатории.Для внутреннеготушения применяютсяпенные огнетушителиОХП-10 и песок.Во избежаниепожара приработе сушильногошкафа, он расположенна столе с асбестовымпокрытием. Впомещениеприсутствуютпожарные кранывнутреннеговодопровода[84]. Для сообщенияо пожаре предусмотренысистема пожарнойсвязи и оповещения[88].

При соблюдениивсех вышеописанныхмероприятийв лабораторииобеспечиваютсябезопасныеи здоровыеусловия труда.


ЛИТЕРАТУРА


61. СНБ 2.04.05-98. Естественноеи искусственноеосвещение. –Мн.: МинстройархитектурыРБ, 1998.

62. Методическиеуказания подисциплине«Охрана труда».Ч.1. /Л.А. Минич,В.С. Болтовскийи др. – Мн: БТИим. С.М. Кирова,1986.

63. Пожаровзрываемостьвеществ и материалови средств ихтушения: Справ.Изд.: В 2 книгах.Кн. 1 / А.Н. Баратов,А.Я. Корольченко,Г.Н. Кравчук идр. – М.: Химия,1990; Кн.2 / А.Н. Баратов,А.Я. Корольченко,Г.Н. Кравчук идр. – М.: Химия,1990.

64. Вредные веществав промышленности:Справочникдля химиков,инженеров иврачей / Подобщ. Ред. Н.В.Лазарева. – Л.:Химия, 1976, т.1; т.2;1977, т.3.

66. СН 305-77. Инструкцияпо проектированиюи устройствумолниезащитызданий и сооружений.

67. СниП 2.09.04-87. Административныеи бытовые здания.

68. Мероприятияпо охране трудаи безопасностижизнедятельностив дипломныхпроектах (работах)./ Г.А. Чернушевич,И.Т. Ермак, А.А.Челноков, В.В.Перетрухин,В.М. Сацура идр. – Мн.: БГТУ,2004.


4.2. Мероприятияпо безопасностижизнедеятельности


4.2.1.Анализ потенциальноопасных источниковвозникновенияЧС


Устойчиваяработа экономическихобъектов вусловиях чрезвычайныхситуаций военногои мирного времениодна из основныхзадач системыпредупрежденияи действий вчрезвычайныхситуациях (ЧС).

ПотенциальнымиисточникамивозникновенияЧС являютсяпредприятиянефтеперерабатывающей,химической,лесохимической,резинотехнической,мясомолочной,пищевой промышленности,предприятия по производствуудобрений, атакже водоочистныесооружения,предприятияпо производствупластмасс,лаков и красок,железнодорожныесоставы, складыс сильнодействующимивеществами,которые в случаеЧС выделяютопасные ирадиоактивныевещества.

В настоящейдипломнойработе проводилисьисследованияспособностимикроорганизмовPseudomonasaeruginosaсорбироватьтяжелые металлы.В качестветяжелых металловизучалиськадмий и медь,представленныетвердыми солями(сульфатом меди(II)и ацетатомкадмия (II)).

С биологическойточки зрения,тяжелые металлыявляются ядамии способныповреждатьклеточныемембраны,проницаемостьклеточныхбарьеров,образовыватьсвязи с белковымиструктурами,а также блокироватьферментативныесистемы, чтосамо по себеприводит к генетическимизменениям(мутациям). Тяжелыеметаллы в видесолей хорошорастворяютсяв воде и органическихрастворителяхи легко проникают через биологическиебарьеры живыхклеток, в результатечего вызываютнепоправимыенарушения ворганизме.Попав в организм,ионы тяжелыхметаллов безпроблем проникаютв кровь. По кровиметаллы в дальнейшемпереходят вовнутренниеорганы. Органами,которые максимальнонакапливаюттяжелые металлы,являются костнаясистема и почки.Выделениеметаллов изорганизмадлительныйпроцесс, которыйдлится околоодного двухмесяцев.

Исследуемыеметаллы являютсяочень токсичными.Они вызываютхроническиезаболеванияи тяжелые отравления.Смертельнаядоза меди(II)для взрослогочеловека - 200 мг/кгмассы. Допустимаядоза меди всутки – 5,5 мг/кгмассы человека.ПДК в водах иводоемах недолжна превышать 0,1 мг/л. В обычныхусловиях человекполучает неболее 5 мг медив сутки. Высокаяконцентрацияионов медиприводит кнарушениюфункции ЦНС(центральнойнервной системы).В желудочномтракте избыточноеколичествоионов медиразрушаетнервные окончания и вызываетрвоту. Длительнаяинтоксикация поражает слизистуюоболочку рта,вызывает гастрити язву. Известнотакже такоепоследствие,как снижениеколичествагемоглобинав крови и нарушениетканей печении мозга.

Отравлениемедью возникаетпри вдыханиисухих солеймеди, заглатываниеммедьсодержащихвеществ.

Кадмий. ПДКкадмия в бытовойводе не должнопревышать 0,01мг/л.

В организмевзрослогочеловека обычносодержитсяоколо 40-50 мг кадмия,около 35% всегокадмия содержитсяв почках и печени.С пищей организмможет усвоить не более 3%. Усвояемостькадмия в видеаэрозолейувеличиваетсядо 20-30%.

При попаданиив организмизбыточногоколичестваионов кадмиянарушаетсяобмен цинкоми железом, врезультатечего происходитобогащениецинком печени,другие органынапротив обедняютсяцинком. Нарушениеже балансажелеза в организмевызывает быстроеразвитие малокровия.Высокое содержаниекадмия ведетк снижению медив мышцах, костяхи волосах.

Тяжелыеотравлениякадмием возникаютпри содержанииболее 20-25 мг/л в пищевых продуктахи напитках.Вдыхание парови пыли оксидакадмия в концентрацияхвыше 1 мг/м3 втечение сорокачасовойрабочей неделиведет к отекулегких. Употребление15 мл 1% нитратакадмия влечетза собой смертельныйисход в 90% случаях.

Главныммеханизмомтоксичностиявляется блокированиекарбоксильныхи сульфгидрильныхгрупп ферментов,также это связанос физиологическимонтогонизмомк цинку и железу [64, 69, 70].


4.2.2. Мероприятия,направленныена предотвращениепотерь персоналаот возникновенияЧС


Безопасностьперсонала вчрезвычайныхситуациях,которые обусловленыприроднымистихийнымибедствиями,техногеннымиавариями икатастрофами,применениемсовременногооружия массовогопораженияявляетсягосударственнойзадачей, котораяобязательнадля выполнениявсеми территориальными,ведомственнымии межведомственнымиорганами управления,службами,формированиями,подсистемами,входящими вреспубликанскуюсистему предупрежденийи действий вчрезвычайныхситуациях.

Безопасностьжизнедеятельностиперсонала вЧС обеспечиваетсяследующимимерами:

- снижениемвероятностивозникновенияисточниковприродных,техногенныхи военных ЧС,а так же уменьшением возможныхмасштабовданных источников;

- блокированием,локализацией,подавлениеми сокращениемвремени существованияи уменьшениеммасштабовдействия поражающихфакторов иисточниковЧС;

- снижениемопасностипораженияперсонала вЧС путем предъявленияи реализацииспециальныхтребованийк расселению людей, рациональномуразмещениюпотенциальноопасных и иныхпроизводств,транспортныхи прочих техногенноопасныхи жизненноважных объектовкоммуникаций,созданию объектовс внутреннейбезопасностью,средствамилокализациии самоподавленияаварий, и путемзастройкигорода и другихнаселенныхпунктов, строительстваспецифическиустойчивыхв конкретныхчрезвычайныхситуацияхзданий и сооружений,принятияобъемно-планировочныхи конструктивныхрешений;

- проведениеми организациейзащитных мероприятийв отношенииперсоналааварийных ипрочих объектов,при возникновении,развитии ираспространениипоражающихвоздействийисточниковЧС, а такжеосуществлениемаварийно-спасательныхи других неотложныхработ по устранениюнепосредственнойопасности дляжизни и здоровьялюдей – восстановлениюжизнеобеспечениянаселения натерриториях,подвергшихсявоздействиюразрушительныхсил природыи техногенныхфакторов, атакже воздействиюоружия массовогопоражения;

- повышениемустойчивостифункционированиясистем и объектовжизнеобеспеченияи профилактикинарушений ихработы, которыесоздают угрозудля жизни издоровья людей;

- локализациейпоследствийи реабилитациейпострадавшегов результатеЧС населения,территорийи окружающейсреды.

Защита населенияи персонала- это комплексвзаимоувязанныхпо времени иместу проведения,цели, ресурсаммероприятийгражданскойобороны (ГО),направленныхна устранениеи/или снижениедо приемлемогоуровня угрозыжизни и здоровьялюдей на пострадавшихтерриторияхв случае реальнойопасностивозникновения или в условияхреализацииопасных факторовстихийныхбедствий, действияоружия массовогопоражения,техногенныхкатастроф иаварий.

Основнымипринципамиобеспечениябезопасностижизнедеятельностиперсонала итерриторийот ЧС являются:

- максимальновозможноеиспользованиесил и средствпри определении объема и содержаниямероприятийпо защите населенияи территорийот ЧС;

- планированиеи осуществлениемероприятийпо защите населенияи территорийот ЧС с учетомэкономических,природных ииных характеристик,особенностейтерриторийи степени реальнойопасностивозникновенияЧС;

- заблаговременноепроведениемероприятий,направленныхна предупреждениеЧС, а также намаксимальновозможноеснижение размеровущерба и потерьв случае ихвозникновения.

Мероприятияпо подготовкек действиямпо обеспечениюбезопасностижизнедеятельностиперсонала инаселения вЧС планируютсяи осуществляютсядифференциальнопо видам и степенямвозможнойопасности наконкретныхтерриторияхи с учетомнасыщенностиэтих территорийобъектамипромышленногоназначения,гидросооружениями,потенциально-опаснымиобъектами.

Мероприятияпо обеспечениюбезопасностижизнедеятельностиперсонала инаселения отисточника ЧСпланируютсяв объемах,гарантирующихне превышениедопустимогонормативноговоздействияна людей поражающихфакторов.

Мероприятияпо обеспечениюбезопасностижизнедеятельностиперсонала инаселения вЧС планируютсяи проводятсяпри рациональномрасходованииматериальныхи финансовыхресурсов,максимальномиспользованиисуществующейинфраструктуры(сооруженийи зданий), техническихзащитных испасательныхсредств, приспособлений,профилактическихи лечебныхпрепаратов.

Сроки и объёмыпо проведениюмероприятийпо заблаговременнойподготовкесистемы защитынаселенияопределяютсяисходя из принципадостаточностии обеспечениябезопасностиперсонала вусловиях ЧС.

Для обеспечениябезопасностижизнедеятельностиперсонала инаселения вЧС применяютсяследующиемероприятияГО, которыеявляются основнойчастью мероприятийреспубликанскойсистемы защитыот ЧС [89]:

  • оповещениео ЧС;

  • укрытие людейв приспособленныхпод нужды защитынаселенияпомещенияхпроизводственных,общественныхи жилых зданий,а также в специальныхзащитныхсооружениях;

  • эвакуациянаселения иззон ЧС;

  • использованиесредств индивидуальнойзащиты органовдыхания и кожныхпокровов;

  • проведениемероприятиймедицинскойзащиты;

  • проведениеаварийно-спасательныхи других неотложныхработ в зонахЧС.

Оповещениеорганизуетсяв каждом звенеуправления.Целью оповещенияявляетсясвоевременноеприведениев готовностьструктуры иобъектов ГО,предупреждениеорганов управленияи населенияо производственныхавариях икатастрофах,стихийныхбедствиях,радиоактивном,химическом,биологическомзаражении иоб угрозе нападенияпротивника.Для этогозаблаговременносоздаетсясистема оповещения.Она представляетсобой организационно объединение сил и специальныхтехническихсредств, предназначенныхдля передачисигналов иэкстреннойинформациинаселению иподразделениямГО.

Населениеукрываетсяв приспособленныхпомещенияхи в специальныхзащитных сооруженияхпроводитсяпо месту постоянногопроживаниялюдей или поместу работы непосредственново время действияпоражающихфакторов источниковЧС, а также приугрозе ихвозникновения.

Населениеэвакуируютиз зон ЧС в случаевозникновенияили появленияреальной угрозыформированияв этих зонахпод влияниемразрушительныхсил природы,техногенныхфакторов иприменениясовременногооружия массовогопоражения,критическихусловий длябезопасногонахождениялюдей, а такжепри невозможностиудовлетворитьв отношениижителей пострадавшихтерриторийминимальнонеобходимыетребованияи нормативыжизнеобеспечения.Эвакуацияорганизуется вывозом населенияв близлежащиебезопасныеместа, которыебыли заранееподготовленысогласно планамэкономическогоразвитиясоответствующихрегионов иоборудованы в соответствиис требованиямивременногоразмещенияи обеспечениянормативовжизнеобеспечения.

Средстваиндивидуальнойзащиты (СИЗ)органов дыханияи кожных покровов в системе защитныхмероприятийв зонах ЧСпредотвращаютсверхнормативныевоздействияна людей опасныхи вредных аэрозолей,газов и паров,попавших вокружающуюсреду при разрушенииоборудованияи коммуникацийсоответствующихобъектов, атакже снижаютнежелательныеэффекты действияна человекасветового,теплового иионизирующегоизлучений.

В качествеСИЗ органовдыхания используютсягражданскиеи промышленныепротивогазы,респираторы,противопылевыетканевые маскии повязки.

По способузащитногодействия средстваиндивидуальнойзащиты подразделяютсяна фильтрующиеи изолирующие.СИЗОД фильтрующеготипа широкоприменяютсядля защиты отСДЯВ и ОВ какпростые и надежныев эксплуатациисредства. ПротивогазыГП-5 (ГП-5М) и ГП-7(ГП-7В) К СИЗ применяютсяформированиямиГО и населением.Для защитыорганов дыханиядетей от радиоактивнойпыли, биологическихаэрозолей, ОВ,некоторых СДЯВприменяютсяпротивогазыПДФ-Д, ПДФ-Ш, КЗД-4,КЗД-6. Промышленныефильтрующиепротивогазы:ШМП, ШМ-41, ШМ-41М,ШМС и ШМГ используютсяпри возникновенииЧС промышленногопроисхождения,а также другихкатастроф иаварий техногеннойприроды. Кромефильтрующихпротивогазовна предприятияхдля защитыработающихот СДЯВ в видегазовых паровпри их концентрациив воздухе непревышающей ПДК в 10-15 раз широкоиспользуютсяпротивогазовыереспираторыРПГ-67, РУ-60М. Преимуществомизолирующихпротивогазов,обеспечивающихорганы дыханиячеловека чистымвоздухом, являетсято, что ониприменяютсянезависимоот химическогосостава окружающейатмосферы. Кизолирующимпротивогазамотносятсяпротивогазымарки ИП-46, ИП-46М,ИП-4 и ИП-5. В качествеСИЗ кожи используютсяобщевойсковыезащитные комплекты,защитные костюмыпромышленногоизготовленияи простейшиесредства защиты(производственнаяи повседневнаяодежда и обувь,изготовленнаяиз прорезиненныхтканей).

С цельюпредотвращенияили снижениятяжести поражения,ущерба дляжизни и здоровьялюдей подвоздействиемопасных и вредныхфакторов стихийныхбедствий, аварийи катастрофпроводят мероприятиямедицинскойзащиты населенияпри ЧС.

АИ-2 - индивидуальнаяаптечка предназначенадля оказаниясамо- и взаимопомощипри ранениях,ожогах и дляпредупрежденияи ослаблениявоздействияСДЯВ, ОВ, биологическихсредств иионизирующихизлучений. АИ-2содержитлекарственныепрепараты дляпредупрежденияи ослабленияпораженияфосфорорганическимиОВ или СДЯВ,противобиологическиесредства –тетрациклингидрохлориди сульфадиметоксин,радиозащитные средства (цистамини йодид калия)и противорвотноесредство(этаперозин).Кроме этогов АИ-2 обязательносодержитсяпротивохимическийпакет, которыйпредназначендля обеззараживаниякапельножидкихСДЯВ и ОВ, попавшихна незащищенныеодеждой участкитела. В комплектАИ-2 обязательновходят бинтыи ватно-марлевыетампоны.

Аварийно-спасательныеи другие неотложныеработы в зонахЧС проводятс целью оказанияпомощи населениюи персоналупредприятий,который подвергсянепосредственномуили косвенномувоздействиюразрушительныхи вредоносныхсил природы,техногенныхаварий и катастроф,действию оружиямассовогопоражения, атакже для ограничениямасштабов,локализациии ликвидациивозникших приэтом чрезвычайныхситуаций.

Аварийно-спасательныеработы обеспечиваютпоиск и удалениелюдей за пределызон действияопасных дляих жизни и здоровьяфакторов, оказаниенеотложноймедицинскойпомощи пострадавшимв результатеЧС и их дальнейшейэвакуации вмедицинскиелечебные учреждения,создание дляспасения персоналаи населениянеобходимыхусловий физиологическинормальногосуществованиячеловеческогоорганизма ижизнеобеспечения.

Аварийныеи неотложныеработы обеспечиваютнейтрализациюисточниковопасности,сниженияинтенсивности,ограничениераспространенияи устранениядействия полейпоражающихфакторов в зонеих действия.

Качественное,а главноесвоевременноепроведениемероприятий,которые обеспечиваютбезопасностьжизнедеятельности,снижает воздействиевозможныхпоражающихфакторов наперсоналхозяйственныхобъектов иместное населениеи тем самымисключаетвозможныепотери срединаселения,минимизируетущерб здоровьюлюдей и объектамнародногохозяйства вЧС техногенногои природногохарактера.



5. МЕРОПРИЯТИИЯПО ОХРАНЕОКРУЖАЮЩЕЙСРЕДЫ


5.1. Краткаяхарактеристикатехнологииэксперимента


Одной из наиболееважных проблемв области охраныокружающейсреды являетсязащита воздушногои водногобассейнов отвыбросов иот сточныхвод промышленныхпредприятийхимическойотрасли. Ежегодныйрасход водына земном шарепо всем видамводоснабжениясоставляет3500-4000 км3. Основнымисточникомзагрязненияводоемов,приводящимк ухудшениюкачества водыи нарушениюнормальныхусловийжизнедеятельностигидробионтов,являются сбросыпромышленныхсточных вод.Поэтому великароль очисткисточных водот ионов тяжелыхметаллов.

Суть исследованийсводилась кизучению процессасорбции ионовтяжелых металловсистемой«мох-микроорганизмы»и построениюследующихкривых: изотермсорбции икинетическихкривых сорбции.Данная системасложна в изучении,поэтому быларазделена набинарные системы.Проведеноисследованиесорбционныхсвойств следующихсистем:


-мох- растворметалла;


-суспензиямикроорганизмов-раствор металла;


-мох- суспензиямикроорганизмов;


-мох- суспензиямикроорганизмов-раствор металла.


По итогамисследованийможно сделатьвывод, чтосовместноеиспользованиемха и микроорганизмовзначительноповышаетэффективностьбиосорбции(примерно на30%) и улучшаетпоглощениеионов тяжелыхметаллов израстворовэтих металлов.








БГТУ05.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Мероприятияпо охране окружающейсреды

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1 5

Консульт.



БГТУ

Н. контр.



Утв.




При использованиимха с адсорбированнымина нем микроорганизмамирода Pseudomonasaeruginosa для очисткисточных водот тяжелыхметаллов (ионовмеди(II) икадмия(II))отработанныйбиосорбентнакапливаетсяв большихколичествах.Учитывая, что биосорбент,в качествекоторого мыиспользуеммох вида сфагнумобладает большойпоглотительнойспособностью,то в нем будутсодержатьсявысокие концентрациитяжелых металлов.Таким образом,биосорбентпредставляетсобой потенциальныйисточник вторичногозагрязненияокружающей среды. Мероприятияпо охране окружающейсреды должныбыть разработаныв плоскостипредложениянаиболее эффективныхи экономическицелесообразныхспособов утилизацииотработанногобиосорбента,для уменьшениявозможногоотрицательноговоздействия на окружающуюсреду использованногомха.


5.2. Мероприятияпо снижениюзагрязненийокружающейсреды при утилизациимха


Послеподробногоанализа возможныхпутей утилизациибиосорбента(мха) были выделеныследующиеосновные направления.

Все направленияпредставленына рис. 5.1.

Обезвоживаниебиосорбента.Оно предназначенодля предварительнойподготовкимха к следующимстадиям переработки.Учитывая, чтопри сушке вестественныхусловиях существуетвероятностьвозможногопопадания ионовтяжелых металловв поверхностныеи грунтовыеводы, а такжевозможностьзараженияионами тяжелыхметаллов почвы, сушку следуетпроводитьтолько на специальновыделенныхпод эти целиплощадках.Площадки должныбыть предварительноподготовленыи должны исключатьвозможноезаражениеокружающейсреды. Предварительнаяподготовкаплощадок включаетв себя укладкупокрытия, котороеобеспечиваетполную водонепроницаемость.Также сушкаиспользованногобиосорбентаможет осуществлятьсятермическимпутем, прииспользованииспециальнооборудованныхсушильныхшкафов илиприспособленныхпод эти целипечей.

Утилизациябиосорбента.После мероприятийпо обезвоживаниюмох можетиспользоватьсяв качественабивногоматериала дляпримененияв тепло- и звукоизоляции.В настоящеевремя можнос уверенностьюговорить о том,что мху присущисвойства позволяющиеиспользоватьего как изоляционныйматериал. Однакоследует отметитьряд негативныхсвойств, влияющихна использованиемха в этой области.


Во-первых,мох оченьгигроскопичныйматериал, поэтомунуждается вспециальнойпредварительнойобработке, чтозначительноудорожаеттехнологическийпроцесс. Во-вторых,при вымыванииводой солейтяжелых металлов,становитсянебезопаснымего использованиев качествеизолятора.

Ликвидация.Способ ликвидации применяетсятолько в томслучае, еслибиосорбентневозможноподвергнутьутилизациина очистныхсооруженияхпо вышеизложеннойсхеме. При сжиганиибиосорбентав печах, обязательнодолжен осуществлятьсяпроцесс попараллельнойочистке дымовыхвыбросов отсолей тяжелыхметаллов. Этотспособ достаточнодорогостоящи поэтому неприемлем и нецелесообразенв применениии дальнейшемвнедрении.Сброс в накопителидолжен осуществляетсятаким образом,чтобы избежатьзагрязнениягрунтовых водионами тяжелыхметаллов. Вкачествеальтернативногоспособа поутилизацииотработанногомха можноиспользоватьвывоз на свалки,однако этотспособ не являетсяэкологическичистым, поэтомуон нежелателенв применении.

Регенерациябиосорбента.Из всех перечисленныхспособовобезвреживанияотработанногомха целесообразнеевсего это регенерациябиосорбентаразбавленнымикислотами.Сорбент подлежитобработкерастворамикислот в результатечего и происходитизвлечениеионов тяжелыхметаллов. Извлечениепроисходитдостаточнобыстро, примерно в течение получаса.Затем сорбентпоступает настадию промывкиводой, посленесколькихциклов промывкисорбент готовк дальнейшемуиспользованиюв системе очисткисточных водот ионов тяжелыхметаллов. Кислотапоступает настадию извлеченияионов тяжелыхметаллов. Наэтой стадии происходитразделениена кислоту исоли металлов,после чегокислота возвращаетсяна регенерациюбиосорбента.Соли тяжелыхметаллов,подвергаютсяочистке, разделениюи дальнейшемувысушиванию.Кислота используетсямногократно,что дает значительныйэкономическийэффект.

Способявляетсядорогостоящимтак как требуетматериальныхзатрат наприобретениеоборудованиядля процессаизвлеченияионов тяжелыхметаллов изкислот и дальнейшейих переработке.Однако одновременноэкономическийэффект мы получаемна экономиисредств дляприобретениянового сорбента.С экологическойточки зренияэто наилучшийспособ утилизацииотработанногосорбента, потомучто полностьюисключенавозможностьзагрязненияокружающейсреды [28,29,33].


Схема возможныхпутей утилизацииотработанногосорбента.













Рис.5.1.


Такимобразом, проведенныеисследованияпо биосорбцииочень важныв связи и возрастающейролью проблемыочистки промышленныхсточных вод.Однако приразработкеэтой проблемыни в коем случаенельзя пренебрегатьвопросамиохраны окружающейсреды. Предложенныемероприятияне совершенны,поэтому исследованияследует вестии в направленииизыскания новыхвысокоэффективныхсистем по охранеокружающейсреды.



6.ЭКОНОМИЧЕСКИЕРАСЧЕТЫ


Целью данногораздела являетсяопределениезатрат на НИР,а также определениестоимостинаучно исследовательскойработы. НИРпосвященаизучениюсорбционныхсвойств мхавида сфагнумпо отношениюк микроорганизмамрода Pseudomonasaeruginosa и ионамтяжелых металлов(меди(II) икадмия (II)).

В затраты напроведениенаучно-исследовательскойработы входят:1) затраты наматериалы;2) затраты навсе виды энергии;3) основная идополнительнаязарплатаисполнителейНИР; 4) отчисленияна социальнуюзащиту; 5) амортизационныеотчисления,если экспериментыпроводятсяна действующейустановке,или стоимостьспецоборудования;6) расходы наслужебныекомандировки;7) накладныерасходы.


6.1. Расчет затратна проведениеисследования


6.1.1. Расчет затратна материалы


В эту статьювключаютсязатраты насырье, основныеи вспомогательныематериалы,покупныеполуфабрикаты,которые необходимыдля выполненияданной дипломнойработы (завычетом возвратныхотходов). Затратыопределяютсяна основе данныхоб общем расходеиспользуемыхв исследованииматериалови цен на них.Цены принимаемс учетомтранспортно-заготовительныхрасходов. Примемих величинуравной 10% отоптовой стоимостиматериалов.Результатырасчетовпредставленыв таблице 6.1.








БГТУ06.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Экономическиерасчеты

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1 7

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.



Таблица 6.1

Расчёт потребностив материалахи посуде дляпроведенияисследования


Наименованиематериала

Потребноеколичество

Цена за ед., руб.


Сумма,

руб.

Питательныйагар, г 36 152 5472

Хлорид натрия,г

50 5,2 260
Сульфат меди,г 7 180 1260
Ацетат кадмия,г 12 15,2 183
Фиксанал ЭДТА,шт. 1 6000 6000
Аммиак, л 0,02 12500 250
Агар-агар, г 3 371 1113
Мурексид, г 0,2 17,2 4
Эриохромовыйчерный Т, г 0,2 19,5 4
Маркер, шт. 1 500 500

Итого по материалам:

-

-

15045


Наименование

Количество,

шт.

Цена за ед., руб.


Сумма,

руб.

Колба КН-3-250 250 мл,шт. 12 3750 45000
Колба мерная100 мл, шт. 1 2500 2500
Колба мерная50 мл, шт. 1 2300 2300
Пробирка, шт. 50 1200 60000
Пипетка 10 мл,шт. 30 650 19500
Пипетка 5 мл,шт. 20 600 12000
Пипетка 1 мл,шт. 20 400 8000
Пипетка 0,1 мл,шт. 20 200 4000
Чашка Петри,шт. 30 1000 30000

Итого по посуде:

-

-

183300



6.2.2.Расчет затратна все видыэнергии.


Кроме материалов,реактивов ипосуды дляпроведенияанализа необходимаэлектрическаяэнергия.

Приопределенииэнергетическихзатрат (электроэнергии,пара, воды ит.п.) исходимиз расходаданного видаэнергии в единицувремени, эффективногофонда времениработы установкии стоимостиэнергии за 1кВт*ч.

Затраты наэлектроэнергиюопределяютсяпо формуле6.1.:


Э = N·KN·Тэф·Ц,(6.1)


где N –установленнаямощность, кВт;


КN –коэффициентиспользованиямощности, КN= 0,9;


Тэфф –эффективныйфонд времениработы установки,ч;


Ц – стоимость1 кВт*ч электроэнергии,руб.


Результатырасчета затратна электроэнергиюсведены в таблицу6.2.


Таблица 6.2

Расчет энергетическихзатрат



Наименование оборудования

Установленнаямощность N,Вт

Эффективныйфонд времениТэфф, ч

Цена 1 кВт*ч, руб. Стоимостьэлектроэнергии,руб.
УстановкавыращиваниямикроорганизмовтермостатическаяУВМТ-12-250

400


300

73,7 8844

Весы аналитические

ВЛР-200-М

20 0,5 73,7 1
ТермостатсуховоздушныйТС-80М-2 300 150 73,7 3317
ЦентрифугалабораторнаяРС-6 1000 2,5 73,7 185
РН-метр 10 0,1 73,7 1

Продолжениетаблицы 6.2


Сушильныйшкаф СНОЛ-35 3000 100 73,7 22110
Автоклав ВК-75 2000 20 73,7 2948
ФЭК 600 5 73,7 221

ИТОГО:

37627


6.1.3.Расчет основнойи дополнительнойзаработнойплаты исполнителейНИР


Срок выполненияНИР – 2 месяца.Служебныекомандировкине предусматриваются.Расчет фондаоплаты трудапредставленв таблице 6.3.

Месячныйдолжностнойоклад определяетсяпо формуле:


О = Т1·Тк·Кп,(6.2)


где Т1 – тарифнаяставка первогоразряда на1.04.2004 г., Т1=38000 руб.;

Тк – тарифныйкоэффициентсоответствующегоразряда.


О = 38000·4,56 = 173280руб.

Планируютсяследующиедоплаты к тарифномуфонду заработнойплаты:

-премии в размере40% от месячногооклада:

173280·0,4 = 69312руб.;

-надбавки застаж. (1 – 5 лет –10%, 5 –10 лет –15%, 10 –15 лет– 20%, свыше 15 лет– 30% от месячногодолжностногооклада):

173280·0,2 = 34656руб.

Месячная зарплатаопределяетсякак суммадолжностногооклада и всехдоплат:

173280+69312+34656 = 277248 руб.


Отчисленияна социальныенужды составляют35,5% от основнойи дополнительнойзарплатыисполнителей:


С = 818976·0,355 = 290738руб.


Таблица 6.3

Расчет фондаоплаты труда


Наименованиедолжности Кол-во ед. Тарифный разряд Ктариф Месячный оклад,руб. Премии руб. Надбавка застаж, руб. Месячная зарплата,руб. Годовой фонд оплаты труда,руб.
Старший научныйсотрудник

1


19


4,56


173280


69312


34656


277248


554496

Лаборант Iкатегории

1


9


2,32


88160


35264


8816


132240


264480


ИТОГО:









818976


Учитывая, чтостарший научныйсотрудникодновременноведет две научныетемы, рассчитываемдолю даннойисследовательскойработы:

554496*0,5=277248 руб.

Таким образом,фонд оплатытруда составит541728 руб.


6.1.4. Расчет суммыамортизационныхотчислений


Расчет суммыамортизационныхотчисленийопределяетсякак произведениестоимости ОПФна норму амортизации.Результатырасчета сведеныв таблице 6.4.


Таблица 6.4

Расчет суммыамортизационныхотчислений



Элементыосновныхпроизводственныхфондов (ОПФ)

СтоимостьОПФ, тыс.руб. Амортизационныеотчисления
Норма,% Сумма,тыс.руб.
УстановкавыращиваниямикроорганизмовтермостатическаяУВМТ-12-250

510,0


10


51,0

Весы аналитическиеВЛР-200-М 127,0 10 127,0

Продолжениетаблицы 6.4


ТермостатсуховоздушныйТС-80М-2 765,0 15 114,75
ЦентрифугалабораторнаяРС-6 1275,0 15 191,25
РН-метр 127,5 10 12,75
Сушильныйшкаф СНОЛ-35 1275,0 15 191,25
Автоклав ВК-75 1275,0 15 191,25
ФЭК 20400,0 15 3060,0

Итого пооборудованию:

25754,5

3939,25

Итогопо посуде:

183,3

10

18,33

ВСЕГО:

25937,8

--

3957,58


Так как проводимаяисследовательскаяработа длитсяне год, а 2 месяца,то амортизационныеотчислениясоставят 1/6 частьсуммы, рассчитаннойв таблице 6.4. - 659,60 тыс. руб.


6.1.5.Накладныерасходы


Накладныерасходы напроведениеНИР составляют40% от основнойи дополнительнойзаработнойплаты:


541,728·0,4 = 216,691 тыс. руб.


6.1.6.КалькуляциясебестоимостипроведенияНИР


На основанииполученныхданных по отдельнымстатьям составляемкалькуляциюсебестоимостив целом по НИР.

Калькуляциясебестоимостинаучно-исследовательскойработы представленав таблице 6.5. ина рис. 6.1.

Таблица 6.5

КалькуляциясебестоимостипроведенияНИР


Статьирасхода Суммазатрат, тыс.руб. В % к итогу
Затратына материалы 15,05 0,85
Затратына электроэнергию 37,63 2,14

Продолжениетаблицы 6.5


Основнаяи дополнительнаязарплатаисполнителей 541,73 30,75
Отчисленияна социальныенужды 290,74 16,51
Амортизационныеотчисления 659,60 37,45
Накладныерасходы 216,69 12,30

Итого:

1761,44

100

Рис.6.1.


6.2. Расчет отпускной цены НИР


На основаниисебестоимостиисследованиярассчитываемотпускную ценуНИР по формуле6.3.:


Цотп=(С+П)+ОМБ+ОГБ (6.3)

где С – себестоимость;

П – прибыль;

ОМБ – отчисленияв местный бюджет;

ОГБ – отчисленияв государственныйбюджет.

Цотп=(1761,44+88,07)+1849,51*0,025+1895,75*0,02=1933,67тыс. руб.



ЗАКЛЮЧЕНИЕ


Проведенныеисследованияпоказали, чтомох вида Sphagnumявляется хорошимсорбентомионов кадмия(II)и меди(II).

Исследованиясорбционныхсвойств Pseudomonasaeruginosaследует продолжитьдля выясненияконкретногомеханизмасорбции металлови для выясненияпригодностиданного видамикроорганизмовдля сорбциидругих загрязнителейокружающейсреды (органическиесоединения).В настоящиймомент известныи широко используютсяв биологическойочистке стоковмикроорганизмы,более эффективнопоглощающиеметаллы и другиезагрязнители.Кривые выживаемостии данные посорбции ионовметаллов позволяютпредположить,что сорбцияидет не толькоживой культуроймикроорганизмов,но и мертвойбиомассой.

Использованиедля сорбциисистемы «мох- микроорганизмы»позволяетувеличитьстепень очисткираствора отионов металлов.Так как, по даннымэксперимента,мох обладаетхорошей сорбционнойспособностью,его можноприменить вкачестве твердойзагрузки вбиофильтрах.Такие фильтрыбудут иметьряд достоинств:


  1. дешевизнасорбента-носителямикроорганизмов;


  1. возможностьрегенерацииотработанногомха;


  1. высокаяэффективностьпри очисткеразбавленныхрастворовот ионов тяжелыхметаллов;


  1. возможностьисключенияотрицательноговоздействияна окружающуюсреду.








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Заключение

Стадия

Лист

Листов

Пров.

СобещукО.П.






1

1

Консульт.

СобещукО.П.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.

СобещукО.П.


Утв.

ГрицН.В.




  1. ФорматА1:

Название:Изотермы сорбцииметаллов мхом




2) Название:Изотермы сорбцииметаллов системоймох-микроорганизмы




Название:Кинетика сорбцииметаллов системоймох-микроорганизмы




Название:Изотермы сорбцииметаллов суспензиеймикроорганизмов



Название:Схема исследований

ПриготовлениеПА. Приготовлениереактивов.





Приготовлениемикробнойсуспензии





Изучениесорбции металлов




Изучениесорбции микроорганизмовмхом





Обработкарастворамиметаллов




Фильтрованиечерез бумажный фильтр

Фильтрованиечерез микробныйфильтр

Центрифугирование8000 об/мин





Разведение



Посевна чашки

Петри



Инкубированиев термостате



Подсчетвыросших колоний



Титрованиераствором ЭДТАв присутствииметаллоиндикатора




Обработкаэкспериментальныхрезультатов



Название:Затраты напроведениеНИР


КалькуляциясебестоимостипроведенияНИР


Статьирасхода Суммазатрат, тыс.руб. В % к итогу
Затратына материалы 15,05 0,85
Затратына электроэнергию 37,63 2,14
Основнаяи дополнительнаязарплатаисполнителей 541,73 30,75
Отчисленияна социальныенужды 290,74 16,51
Амортизационныеотчисления 659,60 37,45
Накладныерасходы 216,69 12,30

Итого:

1761,44

100


Пример заполнениярамки.








БГТУ00.00.ПЗ






Изм. Кол.уч. Лист №докум Подпись

Дата

Разраб. Ковалевич

Названиеформата Стадия Лист Листов
Пров.

Собещук О.П.






1 1
Консульт.

Собещук О.П.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.
Собещук О.П.


Утв.

Гриц Н.В.




Стандартнаярамка.



ВВЕДЕНИЕ


Выпускпромышленнойпродукции скаждым годомувеличивается,что влечетза собой неминуемоезагрязнениеокружающейсреды. Использовавшиесяраньше методымониторингаза состояниемокружающейсреды и методызащиты ее отразличныхорганическихи неорганическихзагрязнителейне всегдаэффективныи достаточныв сложившемсяположении.

В настоящеевремя значительнообострилисьпроблемы связанныес воздействиемна окружающуюсреду неорганическихзагрязнителей.Из неорганическихвеществ наибольшуюэкологическуюопасностьдля окружающейсреды создаюттяжелые металлыи их соединения, которые накапливаютсяв водном ивоздушномбассейнах.

Промышленностьиспользуетсотни тысячхимическихвеществ, практическивсе элементыпериодическойтаблицы нашлиприменениев различныхотраслях наукии техники. Так,можно отметитьневероятноеувеличениепримененияи соответственнопроизводстватяжелых металлови их соединений.На этом фоневозрастаетзначение современнойбиотехнологии,так как запоследниедесятилетияэта наукасовершилаогромный рывок,и сейчас достижениябиотехнологиипозволяютрешать в томчисле и экологическиепроблемы.Например, широкоиспользуютсямикроорганизмыдля очисткисточных вод(активный ил),известныисследованияпо применениюлишайникови водорослейдля экологическогомониторинга.Активно ведутсяисследованияпо извлечениюметаллов израстворов спомощью мицелиальныхгрибов и бактерий.При сорбцииметаллов из растворовони накапливаютсяв биомасседо определеннойконцентрации.При этом содержаниеметаллов вбиомассемикроорганизмовможет бытьвесьма значительным.Для повышенияэффективностииспользуютсяразличныеметоды иммобилизациимикроорганизмов,т.е. закрепленияих на различныхносителях, вкачестве которыхможно использоватькак синтетические,так и природныематериалы.

Благодарясвоим свойствамвсе более широкоеприменениев качествеприродныхсорбентов-носителейнаходят древесныеопилки, целлюлоза,торф, а такжемох. Мох достаточноновый видприродногоносителя, которыйможно использоватьв качествезагрузки, однакона настоящиймомент проведенонедостаточноисследованийвозможностиего широкогопромышленногоприменения.








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Введение

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

2

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.




Целью даннойдипломнойработы являетсяизучение сорбционныхсвойств мхапо отношениюк микроорганизмами тяжелым металлам,а также изучениесорбционнойспособностисистемы«мох-микроорганизмы»и выявлениедоли участиякаждого компонентаэтой системыв процессебиосорбцииметаллов (ионовкадмия(II)и меди(II)).

Исследованиявелись в следующихнаправлениях:

  1. ИзучениевозможностипримененияPseudomonasaeruginosaдля извлечениятяжелых металловиз разбавленных водных растворов;

  2. Изучениесорбции металловмхом вида Sphagnum;

  3. Определениесорбционнойспособностисложной системы«мох-микроорганизмы»;

  4. Изучениекинетики сорбцииметаллов мхом,микроорганизмамии системой«мох-микроорганизмы»;

  5. Определениевлияния концентрацииионов тяжелыхметаллов нажизнедеятельностьмикроорганизмов.



СОДЕРЖАНИЕ


Введение…………………………………………………………………………………5

  1. Аналитическийобзор ……………………………………………………………7

    1. Тяжелыеметаллы…………………………………………………………………7

    2. Сорбенты,теоретическиеосновы сорбционныхпроцессов……………………20

    3. Механизмсорбции………………………………………………………………..22

    4. Биосорбентыи их применение…………………………………………………..22

    5. Иммобилизацияклетокмикроорганизмов………………………………………25

    6. Мохвида сфагнум……………………………………………………………….26

    7. Механизмсорбции металловмикроорганизмамииз растворов………………28

  2. Экспериментальнаячасть………………………………………………………...32

    1. Методыисследований……………………………………………………………32

2.1.1. Получениемикробнойсуспензии……………………………………………….32

      1. Определениеколичестважизнеспособныхклеток …………………………….32

      2. Изучениесорбции металловмхом ………………………………………………34

      3. Определениекинетикисорбции металловмхом ……………………………….35

      4. Изучениесорбции металловмикроорганизмами……………………………….36

      5. Определениекинетикисорбции металловмикроорганизмами………………..36

      6. Изучениесорбции металловв системемох-суспензиямикроорганизмов……36

      7. Определениекинетикиметаллов всистеме мох-суспензиямикроорганизмов37

      8. Получениекривой выживаемостимикроорганизмов…………………………..37

      9. Изучениеадсорбциимикроорганизмовмхом ……………………………..37

    1. Результатыи их обсуждение…………………………………………………….37

    2. Статистическаяобработка……………………………………………………….50

  1. Технологическаячасть …………………………………………………………...51

3.1. Выбор иобоснованиетехнологическойсхемы…………………………………51

3.2. Описаниетехнологическойсхемы ………………………………………………52

  1. Мероприятияпо охране трудаи безопасностижизнедеятельности…………..55

    1. Мероприятияпо охране труда…………………………………………………..55

    2. Мероприятияпо безопасностижизнедеятельности……………………………62

  2. Мероприятияпо охранеокружающейсреды …………………………………...69

    1. Краткаяхарактеристикатехнологииэксперимента…………………………….69

    2. Мероприятияпо снижениюзагрязненийокружающейсреды…………………70

  3. Экономическиерасчеты………………………………………………………….74

    1. Расчетзатрат напроведениеисследования…………………………………….74

    2. Расчетотпускнойцены НИР……………………………………………………..80

Заключение………………………………………………………………………………81

Списокиспользованныхисточниковинформации…………………………………...82

Списокиллюстрированногоматериала………………………………………………..88








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Содержание

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

1

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.





СПИСОКИЛЛЮСТРИРОВАННОГОМАТЕРИАЛА


1. Изотермысорбции металловмхом.

2. Изотермысорбции металловсистемоймох-микроорганизмы.

3. Кинетикасорбции металловсистемоймох-микроорганизмы.

4. Изотермысорбции металловсуспензиеймикроорганизмов.

5. Схема исследований.

6. Затратына проведениеНИР








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Списокиллюстрированного материала

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

1

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.





СПИСОКИСПОЛЬЗОВАННЫХИСТОЧНИКОВИНФОРМАЦИИ


1. Агрохимия./ Под ред Б.А.Ягодина. - М.:Агропромиздат,1989.

2. ЧуриковаВ.В., ВикторовД.П. Основымикробиологиии вирусологииВоронеж: Изд-воВГУ, 1994.

3. КарначукO.B. // Микробиология.1995. Т.64. Вып.4. С.559-563.

4. КарначукО.В. Влияниешестивалентногохрома на образованиесероводородасульфатредуцирующимибактериями.//Микробиология,1995.том64, N 3.

5. ЭрлихХ. Жизнь микробовв присутствиитяжелых металлов,мышьяка и сурьмы.// Кашнер Д. Жизньмикробов вэкстремальныхусловиях. -М.:Мир,1981.- с.с. 444-446.

6. ЛаркинА.М., КоломинаТ.П., Лалов В.В.,Осокина Н.В.Взаимодействиеионов меди склеткамиметаноокисляющихмикроорганизмов.// Всесоюзнаяконференция«Лимитированиеи ингибированиероста микроорганизмов»-Пущино,1989. -с.53.

7. ГвоздякП.И., ДмитренкоГ.Н., КуликовН.И. Очисткапромышленныхсточных водприкрепленнымимикроорганизмами.– Химия и технологияводы, 1985, т.7, №1, с.64-68.

8. Вредныехимическиевещества.НеорганическиесоединенияI-IV групп: Справ.изд./ Под ред.В.А. Филова идр. — Л.: "Химия",1988.

9. Вредныехимическиевещества.НеорганическиесоединенияV-VIII групп: Справ.изд./ Под ред.В.А. Филова идр. — Л.: "Химия",1989.

10. ШлегельГ. Общая микробиология– М. «Мир», 1987.

11. БольшаяСоветскаяЭнциклопедия.—М.: Сов. Энциклопедия,1970. —Т. 8. —C. 238—239.

12. Перри Дж.Г. Справочникинженера-химика.—Л.: Химия, 1969.—820 с.

13. Зверев В.П.Гидрогеохимияосадочногопроцесса. - М.:"Наука", 1993.

14. ЗенинА.А., БелоусоваН.В. Гидрохимическийсловарь.- Л.:Гидрометеоиздат,1988.

15. Biebl H., Pfennig N.Growth of sulfate-reducing bacteria with sulfur as electronacceptor. // Arch. Microbiol. 1977. V.112.- P.115-117.

16. Cooksey D.// Micro Review.Copperuptake and resistance in bacteria // Molecular Microbiology (1993)7(1),-Р.1-5.








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Списокиспользованных источниковинформации

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

6

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.




17. ЮдаквА.А., Зубов В.Н.,Ксеник Т.В. Получениеи применениесорбентов дляочистки воды,загрязненнойнефтепродуктами.// Химия в интересахустойчивогоразвития. –1998. – 6, №4-с.175-179.

18. ЛапенкоЛ.А., ВиленскийМ.Г. Методатомно-абсорбционнойспектрофотометриив фоновом мониторингетяжелых металлов./Мониторингфонового загрязненияприроднойсреды./Под ред.Ю.А. Израэля,Ф.Я. Ровинского.Вып.3. - Л.: Гидрометеоиздат,1986. - С.216-223.

19. ВериченкоС.Б., ПовжитковаМ.С., ЛысенкоМ.К. Адсорбцияпепсина желудочногосока активированнымуглем // Физиол.журнал. —1986. —Т.32, №3. —C. 293—297.

20. НиколаевВ.Г., СтрелкоВ.В. Гемосорбцияна активированныхуглях. —К.: Науковадумка, 1979. —286 с.

21. Мур, ДжеймсВ. Тяжелые металлыв природныхводах: контрольи оценка влияний.–М.: Наука, 1987. с.4-26.

22. Мур Дж.В.,Рамамурти С.Тяжелые металлыв природныхводах. - М.: "Мир",1987.

23. НецинескуК. Общая химия.- М.: "Мир", 1968.

24. НиканоровА.М. Гидрохимия:учеб. пособие- Л.: Гидрометеоиздат,1989.

25. ГорбачН.Н., КобзарьН.Н. Влияниепромышленногозагрязненияатмосферноговоздуха насостояниелишайников.Материалы ксимпозиумуприбалтийскихи белорусскихмикологов илихенологов21-23 сент. 1977 г.Вильнюс,1977. с.52-53.

26. РемезоваО.В., БеляковН.А., ТрюфановВ.Ф. Сравнительнаяактивностьнекоторыхприродных исинтетическихэнтеросорбентовпри экстремальнойгиперлипидемии// Вопр. питания.—1992. —№5—6. —С. 52—55.

27. ПонькинаН.А., ИойлеваК.А. Исследованиеадсорбциикрасителейсосновым лигнином// Труды конф.АН СССР "Вопр.исп-ния древесиныв сульфатно-целлюлозномпроиз-ве",Петрозаводск,10—13 окт. 1963 г. —Петрозаводск,1963. —Вып. 38, C. 26—30.

28. Предельно-допустимыеконцентрациивредных веществв воде водоемовсанитарно-бытовоговодопользования.— М., 1971.

29. РеймерсН.Ф. Азбука природы.Микроэнциклопедиябиосферы. М.:"Знание", 1980.

30. Реми Г. Курснеорганическойхимии. Т.2. - М.: "Мир",1966.

31. Руководствопо химическомуанализу поверхностныхвод суши./ Подред. А.Д. Семенова.— Л.: Гидрометеоиздат,1977.

32. СамоноваО.А., КулешоваН.А., Асеева Е.Н.,Кудерина Т.М.Формы соединенийтяжелых металловв почвах СреднегоПоволжья. - Казань,1988.

33. Сборниксанитарно-гигиеническихнормативови методов контролявредных веществв объектахокружающейсреды. — М.,1991.

34. СкурлатовЮ.И., Дука Г.Г.,Мизити А. Введениев экологическуюхимию. - М.: "Высшаяшкола", 1994.

35. Справочникпо гидрохимии./Под ред. А.М.Никанорова.-Л.: Гидрометеоиздат,1988.


36. СтругацкийМ.К., НадеинскийБ.П. Общая химия.-М.: "Высшая школа",1965.

37. Химия тяжелыхметаллов, мышьякаи молибденав почвах. / Подред. Н.Г. Зыринаи Л.К. Садовниковой.- М.: Изд. МГУ, 1985.

38. ЛысенкоЯ.О., БолотноваТ.В., СуровцеваВ.Ю. ИспользованиеVitatabs Maxi в лечениии профилактикехроническойсвинцовойинтоксикациии сочетаннойпатологии //Тез. докл. II Межд.симп. "Питаниеи здоровье:биол. акт. добавкик пище", М., 25—27апр. 1996 г. —М., 1996.—С. 86..

39. Ohicimen Ebhodrage.Адсорбционноеисследованиетяжелых металловна привитыхсополимерахцеллюлозы.// J.Appl. Polim.Sci. – 1986.- 32.№5, с.4971-4976.

40. ЭйхлерВ. Яды в нашейпище. - М.:"Мир", 1993.

41. Дудкин М.С.,Щелкунов Л.Ф.Пищевые волокнаи новые продуктыпитания (обзор)// Вопр. питания.—1998. —№2. —C. 35—41.

42. Дудкин М.С.,Щелкунов Л.Ф.Новые продуктыпитания. —М.:МАИК "Наука",1998. —304 с.

43. Пищевыеволокна каксорбенты экологическивредных веществв желудочно-кишечномтракте / М.С. Дудкин,Л.Ф. Щелкунов,С.П. Решта и др.// Тез. докл. науч.конф. "Морфология,физиологияи клиникапищеварения",Одесса, 15—18 нояб.1993 г. —Одесса,1993. —C. 35—36.

44. Пищевыеволокна —радиопротекторы/ М.С. Дудкин,Л.Ф. Щелкунов,Н.А. Денисюки др. // Вопр. питания.—1997. —№2. —C. 12—14.

45. Дудкин М.С.,Щелкунов Л.Ф.Пищевые волокнапобочных продуктовпереработкивинограда каксорбенты экологическивредных веществ.Сообщение I //Изв. вузов. Пищ.технология.—1998. —№2—3. —C. 77—79.

46. Концентратыпищевых волоконкак энтеросорбентыэкологическивредных веществ/ М.С. Дудкин,С.П. Решта,Е.И. Даниловаи др. // Матер.науч.-практ.конф. "Науч.-техн.и технол. обеспечениеувеличенияпроизводстваконкурентноспос.прод. для детскогопитания", Одесса,28—30 нояб. 1995 г. —Одесса,1995. —C. 40—41.

47. Лечебно-профилактическиепродукты питанияна основе пищевыхволокон / М.С. Дудкин,С.П. Решта,Е.И. Даниловаи др. // Там же. —C.43—44.

48. Дудкин М.С.,Щелкунов Л.Ф.Характеристикабиополимеровжмыха виноградныхсемян // Изв. вузов.Пищ. технология.—1995. —№5—6. —C. 27—30.

49. Сорбцияхолевых кислотпищевыми волокнами/ Е.И. Данилова,М.С. Дудкин,Л.Ф. Щелкунов,А.А. Фомичев// Вопр. питания.—1996. —№1. —C. 30—33.

50. Дудкин М.С.,Щелкунов Л.Ф.Проблема комплексногоиспользованиявинограда ипути ее решения// Хранение иперер. сельхозсырья.—2000. —№1. —С. 56—59.


51. Патент Украины27962, МКИ А 23 L 1/212, 1/2165. Способполученияпищевых волокон/ Л.Ф. Щелкунов,M.С. Дудкин,А.А. Фомичев.—Бюл. —2000. №5.

52. Патент Украины22505А, МКИ А61К 35/78. Способлечения сахарногодиабета / М.С. Дудкин,Л.Ф. Щелкунов,Е.И. Данилова.—Бюл. —1998. №2.

53. Патент Украины10383 А, МКИ А61К 35/78. Способснижения содержанияэкологическивредных веществв организмечеловека /М.С. Дудкин,Л.Ф. Щелкунов,С.П. Решта и др.—Бюл. —1996. №4.

54. ЩелкуновЛ.Ф., Дудкин М.С.,Корзун В.Н. Пищаи экология.Одесса: Оптимум,2000. —517 с.

55. ЩелкуновЛ.Ф. Характеристикавторичныхресурсов переработкивинограда итехнологияконсервированияпищевых продуктовна их основе:Автореф. дис.... канд. техн. наук.—Одесса, 1993. —260 с.

56. ГолубевВ.Н., Фархан А.Х.Профилактикатоксичногоотека легкихпектиновымипрепаратами// Тез. докл. ІІМежд. симп. "Питаниеи здоровье:биол. акт. добавкик пище", М., 25—27апр. 1996 г. —М., 1996.—C. 36.

57. Жеребiн Ю.Л.,Кушнiр І.Г., ЖелезкоО.М. Деметалізаціята аналіз piдкоїконсервованоїпродукції задопомогоюфiтомеланiнів// Наук. працi Одес.держ. акад. харч.технологій.—Одеса, 1996. —С.148—152.

58. ПанасюкА.Л. Винные дрожжи—сорбентытяжелых металлов//Пищ.пром-сть. —1991. —№4.—C. 74.

59. Lafon-Lafourcade S. Souches delevures // Bull. O.I.V. —1984. —V. 637. —Р. 185.

60. ЩербаковС.С., Потий В.С.,Давидов Е.Р.Условия сорбциикатионов тяжелыхметаллов препаратамиклеточныхоболочек дрожжей// Изв. вузов. Пищ.технология.—1995. —№5 —6. —C. 22—26.

61. СНБ 2.04.05-98. Естественноеи искусственноеосвещение. –Мн.: МинстройархитектурыРБ, 1998.

62. Методическиеуказания подисциплине«Охрана труда».Ч.1. /Л.А. Минич,В.С. Болтовскийи др. – Мн: БТИим. С.М. Кирова,1986.

63. Пожаровзрываемостьвеществ и материалови средств ихтушения: Справ.Изд.: В 2 книгах.Кн. 1 / А.Н. Баратов,А.Я. Корольченко,Г.Н. Кравчук идр. – М.: Химия,1990; Кн.2 / А.Н. Баратов,А.Я. Корольченко,Г.Н. Кравчук идр. – М.: Химия,1990.

64. Вредныевещества впромышленности:Справочникдля химиков,инженеров иврачей / Подобщ. Ред. Н.В.Лазарева. – Л.:Химия, 1976, т.1; т.2;1977, т.3.

65. СанПиН№11-19-94. Переченьрегламентированныхв воздузе рабочейзоны вредныхвеществ: Сб.официальныхдокументовпо медицинетруда и производственнойсанитарии. Ч.2.– Мн.: МЗ РБ, 1994.

66. РД 34.21.122-87. Инструкцияпо устройствумолниезащитызданий и сооружений.- М.: Энергоатомиздат,1989.

67. СНиП 2.09.04-87.Административныеи бытовые здания.


68. Мероприятияпо охране трудаи безопасностижизнедеятельностив дипломныхпроектах (работах)./ Г.А. Чернушевич,И.Т. Ермак, А.А.Челноков, В.В.Перетрухин,В.М. Сацура идр. – Мн.: БГТУ,2004.

69. Тиво П.Ф., БыдкоИ.Г., Тяжелыеметаллы и экология.– М.:Наука, 1996, с.5-41.

70. Введениев химию биогенныхи химическихэлементов ихимическийанализ , подред. БерковскогоЕ.Г., Минск:Вышэйшая школа,1997, с.38-43.

71. СкрябинГ.К., КощеенкоК.А. Иммобилизованныеклетки микроорганизмов.– В.кн.: БиотехнологияМ.: Наука, 1984, с.70-77.

72. ЗвягинцевН.Г. Взаимодействиемикроорганизмовс твердымиповерхностями.– М.: Изд-во МГУ,1979, с. 114-142.

73. БелясоваН.А. Биохимияи молекулярнаябиология –Минск: БГТУ,2002.

74. ПуннингЯ.М. Концентрациясеры в лишайникахкак критерийих жизнедеятельности.//Лихеиндикациясостоянияокружающейсреды. Талин,1978, с.197.

75. БоченинаН.В., МолчановаИ.В. Поступлениеи прочностьзакреплениярадионуклидовв растенияхмхов в зависимостиот условий ихпроизрастания.//Лихеиндикациясостоянияокружающейсреды. Материалывсесоюзнойконференции3-5 октября 1978, Таллин,1978, с.197.

76. СкрипниченкоИ.И., ЗолотареваБ.Н., Мартин Ю.А.Мхи и лишайникикак индикаторысодержания ртути в окружающейсреде.// Лихеиндикациясостоянияокружающейсреды. Материалывсесоюзнойконференции3-5 октября 1978, Талин,1978, с.56-62.

77. Harju Leo. The pH effect on the ion-exchage processof mosses: [Pap.] Int. Meet. Struct. Org. Chem. And Appl. Environ.Res . and Chem. Peat and Hum. Subst., Turku, 7-9 Febr.: 1990// Ann.Acad. Sci. Fenn. Ser. A2.-1990.-#277.с.269-270.

78. Climo R.S. The role of sphagnum in peatlands. In:Parcun. Stonemas and H.A.P. Ingram (eds). Conserving peatlands. CABInternational . NY, 1997.

79. Изучениеадсорбциисвинца биомассойRhizopus arrhizus. // Sichuan Univ. Nat. Sci.- 1991.-28, №2, с.261-264.

80. Ohicimen Ebhodrage. Адсорбционноеисследованиетяжелых металловна привитыхсополимерахцеллюлозы.// J.Appl. Polim. Sci. – 1986.- 32.№5, с.4971-4976.

81. Yamagi T., Hoscino M., Narita E. Адсорбцияповерхностно-активныхвеществ накристобалитныхпородах в водныхрастворах. //Nipon kagku kaishi. J. Chev. Soc. Jap.- 1995. №12.- с.960-965.

82. НПБ 5-2000. Нормыпожарной безопасностиРеспубликиБеларусь.Категорированиепомещений,зданий и наружныхустановок повзрывопожарнойи пожарнойопасности. –Мн.: МЧС РБ, 2001.

83. СНиП 2.04.05-91. Отопление,вентиляцияи кондиционированиевоздуха.

84. СНиП 2.04.01-85. Внутреннийводопроводи канализациязданий.


85. СНиП 2.04.02-84.Водоснабжение.Наружные сетии сооружения.

86. Типовыеотраслевыенормы бесплатнойвыдачи рабочими служащимспециальнойодежды, специальнойобуви и другихсредств индивидуальнойзащиты // Химическиепроизводства.Ч.1. Вып. 14. – М.: Профиздат,1989; Химическиепроизводства.Ч.2. Вып. 15. – 1989.

87. Типовыеотраслевыенормы бесплатнойвыдачи рабочими служащимспециальнойодежды, специальнойобуви и другихсредств индивидуальнойзащиты / М.И. Даеваи др.- М.: Профиздат,1988.

88. СНиП 2.04.09-84. Пожарнаяавтоматиказданий и сооружений.

89. Закон РеспубликиБеларусь « Озащите населенияи территорийот чрезвычайныхситуаций природногои техногенногохарактера //ВедомостиНациональногособрания РеспубликиБеларусь 1998. №19.



РЕФЕРАТ


Данная дипломнаяработа содержит 88 листов пояснительнойзаписки, 15 таблиц,20 рисунков, 6листов форматаА1 иллюстрированногоматериала,был использован89 источникинформации.


СОРБЦИЯ,МИКРООРГАНИЗМЫ,ТЯЖЕЛЫЕ МЕТАЛЛЫ,МОХ, PSEUDOMONASAERUGINOSA,СОРБЕНТ, НОСИТЕЛЬ,МЕДЬ, КАДМИЙ,КИНЕТИКА,ИЗОТЕРМА.


Целью даннойработы являетсяизучениесорбционныхсвойств мхавида Sphagnumcuspidatumпо отношениюк ионам медии кадмия ибактериямPseudomonasaeruginosa,изучение свойствсистемы«мох-микроорганизмы»и выявленияв этой системедоли участиякаждого компонентав процессесорбции ионовметаллов.


ABSTRACT


The given degree work contains of88 sheets of the explanatory slip, 15 tables, 20 figures, 6 sheetsof an illustration material, 89 of the information sources wereused.


SORBTION, MICROORGANISM, HEAVY METALS, MOSS,PSEUDOMONAS AERUGINOSA, COPPER, CADMIUM, KINETIC, ISOTHERM.


Purpose of this given work is the study of sorptionproperties of the moss Sphagnum cuspidatum by ions of copper andcadmium and also Pseudomonas aeruginosa microorganism.








БГТУ00.00.ПЗ






Изм.

Кол.уч.

Лист

докум

Подпись

Дата

Разраб.

КовалевичА.



Реферат

Стадия

Лист

Листов

Пров.






1

1

Консульт.



БГТУ 7140607 2004

Н. контр.



Утв.




МИНИСТЕРСТВООБРАЗОВАНИЯРЕСПУБЛИКИБЕЛАРУСЬ


Учреждениеобразования


«БЕЛОРУССКИЙГОСУДАРСТВЕННЫЙТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙУНИВЕРСИТЕТ»


ФакультетеТОВ

Кафедрабиотехнологиии биоэкологии

Специальностьбиотехнология


ПОЯСНИТЕЛЬНАЯЗАПИСКА


К дипломномупроекту (работе)на тему


Сорбционныесвойства целлюлозныхпрепаратовпо отношениюк микроорганизмами тяжелым металлам


Дипломник КовалевичА.П.

Руководитель

Зав.Кафедрой

Консультанты


Нормоконтролеры

________________ ______________


Дипломныйпроект защищенс оценкой ______________


ПредседательГЭК ______________


Минск 2004 г.