Исследование взаимодействия гуминовых кислот (Humic acids) в составе зоокомпоста с ионами металлов играет важную роль не только в прогнозировании распределения гуминовых соединений и тяжелых металлов в окружающей среде, но и в разработке методов контроля за миграцией загрязнителей в естественных средах, создании новых материалов для защиты окружающей среды и ремедиации почв, загрязненных ионами тяжелых металлов. В работе представлено сравнение сорбционной способности зоокомпоста культивирования мухи «Черная львинка», содержащего Humic acids, по отношению к ионам Zn2+, Cd2+, Cu2+. Установлено, что с увеличением дозы зоокомпоста снижается концентрация ионов тяжелых металлов в растворе и эффективность очистки достигает: Cd2+ – 94,6 %, Zn2+ – 75,2% и Cu2+ – 70,4 %. Сравнение значений констант устойчивости комплексных ионов кадмия, цинка и меди показало, что более стабильные комплексы металл-Humic acids образуют Cd2+ и Zn2+, в то время как Cu2+ характеризуется меньшей степенью связанности. Полученные изотермы сорбции и значения сорбционной емкости зоокомпоста для Cd2+ (0,490 ммоль/г), Zn2+ (0,225 ммоль/г) и Cu2+ (0,145 ммоль/г) позволяют утверждать о специфическом взаимодействии между ионами тяжелых металлов и функциональными группами гуминовых кислот, присутствующими в составе зоокомпоста.
Идентификаторы и классификаторы
- Префикс DOI
- 10.21285/2500-1582-2024-9-2-152-160
Загрязнение природных экосистем тяжелыми металлами представляет серьезную
опасность для биосферы, включая здоровье человека [1]. Многие тяжелые металлы
являются высокотоксичными или канцерогенными элементами, которые могут
накапливаться в различных объектах окружающей среды (вода, донные отложения,
почвы и др.) и их живых обитателях (растения, гидробионты и др.). К одним из широко
распространенных и высокотоксичных для растений, животных и человека относятся
ионы цинка Zn2+ (1-й класс опасности), кадмия Cd2+ (1-й класс опасности) и меди
Cu2+ (2-й класс опасности). Кроме высокой токсичности, они обладают выраженной
миграционной активностью. Основными источниками загрязнения водных ресурсов
и почв тяжелыми металлами являются бытовые отходы, транспортные средства,
сельскохозяйственная отрасль, а также выбросы и отходы промышленных предприятий. Сельскохозяйственная деятельность может приводить к накоплению тяжелых металлов в почве из-за использования удобрений и пестицидов. Бытовые отходы также могут содержать тяжелые металлы, которые попадают в воду и почву при их утилизации.
Постоянное присутствие данных металлов в воде и почве может привести к накоплению
их в пищевых цепях и в конечном итоге – к угрозе здоровью человека. Загрязнение
почв и питьевой воды тяжелыми металлами имеет серьезные последствия:
Список литературы
- Махниченко А.С., Пащенко А.Е. Влияние тяжелых металлов на организм человека // Science Time. 2016. № 2. C. 395–401. Режим доступа: https://www.elibrary.ru/item.asp?id=25691680 (дата обращения: 06.05.2024). EDN: VQFMLJ.
- Ильин В.Б. Тяжелые металлы в системе почва-растение // Почвоведение. 2007. № 9. С. 1112–1119. EDN: IAZVWN.
- Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации: монография. М.: Изд-во МГУ, 1990. 325 с.
- Добровольский В.В. Роль гуминовых кислот в формировании миграционных массопотоков тяжелых металлов // Почвоведение. 2004. № 1, С. 32–39. EDN: OWKNWN.
- Пукальчик М.А., Панова М.И., Терехова В.А., Якименко О.С., Федосеева Е.В. Действие гуминовых препаратов на активность почвенных ферментов в модельном опыте // Агрохимия. 2017. № 8. C. 84–91. https://doi.org/10.7868/S0002188117080105. EDN: ZAXOUR.
- Pukalchik M., Panova M., Karpuhin M., Yakimenko O., Kydralieva K., Terekhova V. Using humic products as amendments to restore Zn and Pb polluted soil: a case study using rapid screening phytotest endpoint // Journal of Soils and Sediments. 2018. Vol. 18. P. 750–761. https://doi.org/10.1007/s11368-017-1841-y.
- Gertsen, M., Dmitrieva E. The sorption ability of humic acids of black alder fen peat on montmorillonite containing clays in the presence of heavy metal ions // Moroccan Journal of Chemistry. 2019. Vol. 7. Iss. 3. P. 474–481. https://doi.org/10.48317/IMIST.PRSM/morjchem-v7i3.15743.
- Гостищева М.В., Инишева Л.И., Федько И.В. Исследование химических и биологических свойств гуминовых кислот торфов различного происхождения // Торф в решении проблем энергетики, сельского хозяйства и экологии: материалы международной конф. (г. Минск, 29 мая – 2 июня 2006 г.). Минск: Изд-во Тонпик, 2006. С. 181–184. EDN: HVAACS.
- Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А., Бомба И.В. Переработка куриного помета с использованием личинок черной львинки (Hermetia illucens): обзор // Птицеводство. 2021. № 2. С. 68–73. https://doi.org/10.33845/0033-3239-2021-70-2-68-73. EDN: MKUSIH.
- Sverguzova, S.V., Bomba I.V., Pendyurin E.A. Sorption extraction of Zn2+ Ions from aqueous environment with zoo compost of Black Soldier Fly // Proceedings of the International Conference Industrial and Civil Construction 2021. 2021. Vol. 147. P. 337–343. https://doi.org/10.1007/978-3-030-68984-1_49.
- Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Пендюрин Е.А., Сапронова Ж.А., Бомба И.В. Ремедиация почв, загрязненных ионами Cd2+, зоокомпостом после культивирования личинок мухи Hermetia illucens // Chemical Bulletin. 2021. Т. 4. № 3. С. 34–45. EDN: FQYBNI.
- Свергузова С.В., Шайхиев И.Г., Сапронова Ж.А., Бомба И.В., Спесивцева С.Е. Сорбционная активность зоокомпоста по отношению к ионам меди Cu(II) // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 6. С. 1051–1059. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023.23/11866. EDN: CKUEKW.
- Vetrova O.V., Konovalov K.B., Gavrilenko M.A. Application of humic sorbents for Pb2+, Cu2+ and Hg2+ ions preconcentration from aqueous solutions // Procedia Chemistry. 2014. Vol. 10. P. 120–126. Available from: https://core.ac.uk/download/pdf/80133338.pdf [Accessed 6th May 2024].
- Pettit R.E. Organic matter, humus, humate, humic acid, fulvic acid and humin: their importance in soil fertility and plant health // Humates.com. Available from: https://humates.com/wp-content/uploads/2020/04/ORGANICMATTERPettit.pdf [Accessed 12th April 2024].
- Vetrova O.V., Konovalov K.B., Gavrilenko M.A. Contrasting supramolecular humic sorbent for preconcentration of Pb2, Cu2 and Hg2 ions immigrant unfixedaccept the blame for aqueous solution // International Journal of Management and Applied Science. 2015. Vol. 1. Iss. 1. P. 13–17. Available from: http://iraj.doionline.org/dx/IJMAS-IRAJ-DOIONLINE-1687 [Accessed 12th April 2024].
- Ke T., Li L., Rajavel K., Wang Zh., Lin D. A multi-method analysis of the interaction between humic acids and heavy metal ions // Journal of Environmental Science and Health, Part A. 2018. Vol. 53. Iss. 8. P. 740–751. https://doi.org/10.1080/10934529.2018.1444971.
- Adeeva L.N., Platonova D.S. Humic sorbent from sapropel for purification of waste waters from petroleum // AIP Conference Proceedings. 2017. Vol. 1876. Iss. 1. P. 020003. https://doi.org/10.1063/1.4998823.
- Соколова С.А., Цыплаков С.Е., Котов В.В., Дьяконова О.В., Зяблов А.Н. Определение концентрационных констант устойчивости комплексов ионов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами // Сорбционные и хроматографические процессы. 2013. Т. 13. № 2. С. 162–172. EDN: QOXDMB.
- Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 448 с.
Выпуск
Другие статьи выпуска
Цель работы – комплексная оценка аварийных пожарных рисков при бурении нефтяных и газовых скважин для открытого фонтанирования скважины с факельным горением газа, а также горении, возникшем в результате пролива дизельного топлива. Объектом исследования была кустовая площадка нефтегазоконденсатного месторождения в Иркутской области. Проведен ретроспективный анализ аварийных ситуаций при бурении нефтяных и газовых скважин, с помощью которого определены наиболее часто возникающие виды аварий – пожары на объектах нефтегазодобычи, открытые фонтаны и выбросы из скважин. Составлены сценарии для этих аварий, построены деревья событий, согласно которым определены варианты с наибольшим ущербом от возникновения пожаров. Оценена интенсивность теплового излучения на различных расстояниях от центра факела аварии с открытым фонтанированием скважины и факельным горением газа. Рассчитана интенсивность теплового излучения при пожаре, возникшем в результате пролива дизельного топлива, при условии полного разрушения трех резервуаров РВС-50. Определены безопасные для человека расстояния от места аварии и возможные риски смертельного поражения персонала.
Целью работы было проанализировать и обосновать необходимость совершенствования системы безопасности обращения с медицинскими отходами и их утилизации для оптимизации управления медицинскими отходами в условиях чрезвычайных ситуаций военной службы. Изучены нормативно-правовые и иные акты Российской Федерации, Министерства обороны Российской Федерации, устанавливающие требования к безопасности службы для военнослужащих, включая систему управления медицинскими отходами и их утилизацию. Рассмотрено основное понятие «медицинские отходы» и их место в структуре отходов производства и потребления. Выделены особенности обращения медицинских отходов в чрезвычайных ситуациях военного характера. Детально указаны требования к установкам по утилизации медицинских отходов, среди которых наиболее важными отмечены производительность, компактность, надежность, безопасность для персонала и окружающей среды, мобильность и другие. Разработана высокотемпературная установка по утилизации медицинских отходов, даны ее технические характеристики и примеры положительной апробации в ряде медицинских учреждений. Проведенный анализ и полученные результаты являются необходимым условием совершенствования системы управления медицинскими отходами и их утилизации в чрезвычайных ситуациях, особенно военной службы.
Целью работы было изучение природных пожаров на территории Иркутской области и ее отдельных районов в период 2014–2020 гг. как возможного источника загрязнения бенз(а)пиреном атмосферного воздуха промышленного города Братска. Рассмотрены особенности динамики показателей количества, сгоревшей площади пожаров и зависимости их между собой. Проведена сравнительная оценка пожаров на территориях Братского и окружающих его районов, всей Иркутской области. Установлена динамика уменьшения загрязнения атмосферного воздуха бенз(а)пиреном в городе Братске за исследуемый период и сохранения уровня среднего содержания канцерогена в атмосфере 16 городов области, в которых проводится мониторинг. Найдена положительная динамика и линейные зависимости среднегодовых и максимальных среднемесячных концентраций бенз(а)пирена в атмосферном воздухе города Братска от показателей природных пожаров на территории Братского района, группы ближайших к нему районов и всей области. Показано закономерное увеличение точности корреляционной связи содержания бенз(а)пирена в атмосфере Братска от показателей пожаров в ряду территорий от всей Иркутской области, к группе и отдельному Братскому району. Более высокие коэффициенты корреляции найдены для показателей среднегодовых концентраций бенз(а)пирена и для количества пожаров по сравнению соответственно с максимальными среднемесячными концентрациями и показателями природной сгоревшей площади. Средняя концентрация бенз(а)пирена в атмосфере 16 городов Иркутской области не зависела от показателей пожаров на ее территории. Сделан вывод о возможности последствий природных пожаров в загрязнении атмосферного воздуха города Братска канцерогенным бенз(а)пиреном.
Кратко рассмотрены особенности и возможности использования физических методов ультрафиолетового излучения и ультразвуковой обработки для обеззараживания загрязненных вод. Критически проанализированы выводы публикации о неэффективности указанных методов по показателям высокого энергопотребления, отсутствию синергетических эффектов, опасности разрушения технических устройств от соответствующих воздействий. Напротив, актуальный обзор результатов последних отечественных и зарубежных исследований показал удовлетворительную эффективность обеззараживания сточных вод многих производств от различных патогенных организмов с помощью ультрафиолетового и ультразвукового воздействия. Сделан вывод о том, что совместное использование методов в установках для комплексной обработки воды дает положительные результаты, позволяющие их применять.
Рассмотрена актуальная проблема обеспечения пожарной безопасности в образовательных учреждениях на основе моделирования и прогноза надежности работы на данных объектах систем оповещения и управления эвакуацией людей при пожаре. Выявлены отказы отдельных элементов сложной технической системы с использованием результатов мониторинга отказов за выбранный период времени. Найдена вероятность безотказной работы элементов установленной системы оборудования с помощью предложенной методики расчета. На основе полученных статистических данных построены схемы безотказной работы систем оповещения и управления эвакуацией людей, определены вероятности отказов и безотказной работы системы оповещения. Проведен анализ полученных результатов и намечены пути повышения уровня безотказной работы. Рассмотрены требования к системам безопасности, к которым отнесены соответствие международным стандартам и нормам пожарной безопасности объектов, периодические проверки исправности систем в организациях, обучение работников и обслуживающего персонала действиям при срабатывании сигнала систем оповещения и управления эвакуацией людей, проведение эвакуации в соответствии с правилами. Отмечена высокая эффективность предложенной методики определения вероятностей безотказной работы и функционирования системы на различных стадиях проектирования объекта, сдачи его в эксплуатацию. Показана значимость вклада разработанной методики в общий расчет вероятности возникновения пожара на любом объекте.
Кратко обозначена проблема пожарной безопасности в родильных домах с учетом специфики пациентов (рожениц). Отмечены особенности их поведения и передвижения, связанные с состоянием беременных женщин и матерей после родов, а также существующие требования в контексте уязвимости данных категорий населения. Показана динамика количества пожаров и их причины в родильных домах на территории России за 2018-2022 гг. Обнаружено, что беременные женщины при эвакуации из здания в случае пожара испытывают трудности из-за стресса, своего психологического и физиологического состояния. В связи с этим предложено принятие дополнительных мер для обеспечения безопасности беременных или родивших женщин и их новорожденных детей в родильных домах в случае экстренной чрезвычайной ситуации в виде пожара. Общая безопасность пациенток в родильных отделениях должна быть приоритетной задачей любого учреждения здравоохранения.
Издательство
- Издательство
- ИРНИТУ
- Регион
- Россия, Иркутск
- Почтовый адрес
- 664074, Иркутская обл, г Иркутск, Свердловский р-н, ул Лермонтова, д 83
- Юр. адрес
- 664074, Иркутская обл, г Иркутск, Свердловский р-н, ул Лермонтова, д 83
- ФИО
- Корняков Михаил Викторович (Ректор)
- E-mail адрес
- cpk@istu.edu
- Контактный телефон
- +7 (395) 2405405