Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования
«Саратовский государственный технический университет
имени Гагарина Ю.А.»
Факультет Вечерне-заочный
Специальность Охрана окружающей среды и рационального природопользования
Кафедра Экология и охрана окружающей среды
ДИПЛОМНЫЙ ПРОЕКТ
Установление класса опасности отходов для предприятия ЗАО «ТРОЛЗА»
Выполнил студент группы ООС-61 Науменко Я.А.
Руководитель проекта к.т.н. Липатова Е.К.
Консультант по разделу «БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА»
к.б.н., доцент кафедры ______________________________
Консультант по разделу «ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ»
д.б.н., зав. кафедрой ________________________________
Консультант по разделу «ПАТЕНТНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ»
к.х.н., доцент кафедры _____________________________
Допущен к защите
Энгельс 2012
ЦЕЛЕВАЯ УСТАНОВКА И ИСХОДНЫЕ ДАННЫЕ
Цель дипломного проекта - установление классов опасности отходов для предприятия ЗАО «ТРОЛЗА» методом биотестирования.
Исходные данные:
|
1 |
Краткая информация о деятельности предприятия |
|
2 |
План-схема предприятия с размерами территории и указанием мест хранения всех видов отходов |
|
3 |
Паспорт опасного отхода «Металлургические шлаки» |
|
4 |
Паспорт опасного отхода «Отходы текстолита» |
|
5 |
Паспорт опасного отхода «Минеральные отходы» (формовочная земля горелая)» |
|
6 |
Паспорт опасного отхода «Отходы лакокрасочных средств» |
|
7 |
Паспорт опасного отхода «Отходы от уборки территории и помещений культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятии» |
|
8 |
Свидетельство о классе опасности отхода для окружающей природной на отход: «Пищевые отходы кухонь» |
Задачи:
. Анализ научно-технической и патентной литературы, посвященной проблемам обращения с отходами производства и потребления. Рассмотреть существующие методики проведения биотестирования. Анализ основных тест-объектов;
. Инвентаризация источников образования отходов на ЗАО «ТРОЛЗА»;
. Определение класса опасности отходов методом биотестирования;
. Рассмотреть целесообразность установления класса опасности отходов методом биотестирования для ЗАО «ТРОЛЗА» с экономической точки зрения.
|
№ п/п |
Содержание расчетно-пояснительной записки (перечень вопросов подлежащих разработке) |
Консультанты |
|
ВВЕДЕНИЕ |
||
|
I |
ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР |
к.т.н. Липатова Е.К. |
|
1.1 |
Классификация и виды твердых промышленных отходов |
|
|
1.2 |
Основы законодательства РФ в области обращения с отходами производства и потребления |
|
|
1.2.1 |
Федеральный классификационный каталог отходов |
|
|
1.3 |
Определение класса опасности отходов |
|
|
1.3.1 |
Расчетный метод определения класса опасности отходов |
|
|
1.3.2 |
Метод биотестирования |
|
|
1.3.3 |
Графический метод определения |
|
|
1.4 |
Общая характеристика тест-объекта Daphnia magna |
|
|
1.4.1 |
Применение тест-объекта Daphnia magna в биотестировании |
|
|
1.4.2 |
Выращивание культуры Daphnia magna |
|
|
1.4.3 |
Выращивание культуры Scenedesmus quadrica da |
|
|
II |
ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК |
к.т.н. Липатова Е.К. |
|
III |
АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ |
к.т.н. Липатова Е.К. |
|
3.1 |
Общие сведения об ЗАО «ТРОЛЗА» |
|
|
3.1.1 |
Сведения об отходах ЗАО « ТРОЛЗА» |
|
|
IV |
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ |
к.т.н. Липатова Е.К. |
|
4.2 |
Методика проведения эксперимента |
|
|
4.3 |
Методика определения острой токсичности отходов ЗАО «ТРОЛЗА» тест-объекта Daphnia magna |
|
|
4.4 |
Обсуждение результатов |
|
|
V |
ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ |
к.х.н. ТиторенкоО.В |
|
5.1 |
Расчет платы за размещение отходов в ОПС |
|
|
VI |
БЕЗОПАСНОСТЬ ПРОЕКТА |
к.т.н. Борисова Н.В. |
|
6.1 |
Анализ вредных и опасных факторов в лаборатории |
|
|
ЗАКЛЮЧЕНИЕ |
||
|
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ |
||
|
ПРИЛОЖЕНИЕ |
||
|
№ п/п |
Перечень чертежей, подлежащих разработке |
Формат, количество |
|
1 |
Карта-схема предприятия «ЗАО«ТРОЛЗА» |
А4, 1 |
|
2 |
Отходы производственной деятельности предприятия ЗАО «ТРОЛЗА» |
А4, 1 |
|
3 |
Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности |
А4 ,1 |
|
4 |
Определение класса опасности расчетным методом |
А4, 1 |
|
5 |
Экспериментальный метод определения класса опасности для ОПС |
А4, 1 |
|
6 |
Гидробионты, используемые для биотестировании |
А4, 1 |
|
7 |
Методика проведения эксперимента |
А4, 1 |
|
8 |
Результаты биотестирования |
А4, 4 |
|
9 |
Сравнение плановых платежей за негативное воздействие на ОПС |
А4, 1 |
Руководитель дипломной работы ____________ к.т.н. Липатова Е.К.
АННОТАЦИЯ
Данный дипломный проект посвящен установлению классов опасности отходов для предприятия ЗАО «ТРОЛЗА». Проведен тщательный анализ научной и патентной литературы посвященный проблеме промышленных отходов. В работе рассмотрены основы законодательства Российской Федерации в области обращения с отходами, освящены вопросы влияния компонентного состава отходов, на окружающую природную среду, подробно рассмотрены методологические аспекты присвоения отходу класса опасности расчетным и экспериментальным методом.
Проведена инвентаризация рассматриваемого предприятия, выявлены источники образования и номенклатура отходов образующихся в процессе деятельности предприятия. Исследовано воздействие водных вытяжек из восьми отходов, образующихся в процессе деятельности рассматриваемого предприятия на выживаемость тест-объекта Daphnia magna. На основании полученных экспериментальных данных установлены классы опасности восьми отходов, производства и потребления ЗАО «ТРОЛЗА».
Доказана целесообразность установления класса опасности отходу экспериментальным методом (биотестирование), в том числе и с экономической точки зрения.
Рассмотрены вопросы безопасности проведения эксперимента.
Дипломный проект содержит 99 страниц, 11 рисунков, 25 таблиц, 74 литературных источников.
THE ABSTRACT
In the course of implementation of the thesis thorough analysis of the scientific and patent literature dedicated to the problem of industrial waste. The work deals with the fundamentals of the legislation of the Russian Federation in the field of waste treatment, sanctified by the issues of influence of toxic substances waste produced at the enterprise, on human and animal health, examined in detail the methodological aspects of the assignment of the departure of the hazard class of the calculated and experimental method. the experimental part of the work of the effect of aqueous extracts of waste on the survival of the test object Daphnia magna, in consequence of which is defined hazard class wastes that are not registered in FKKO, confirmed by the class hazard waste 5th class, reduced the risk class of the two waste.that the method of biotesting when assigned to the hazard class of the departure, including from an economic point of view.
СОДЕРЖАНИЕ
Перечень используемых сокращений
Введение
I. Литературный обзор
.1 Классификация и виды твердых промышленных отходов
.2 Основы законодательства в области обращения с отходами производства и потребления
.2.1 Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО)
.3 Определение класса опасности отходов
.3.1 Расчетный метод определения класса опасности отходов
.3.2 Метод биотестирования
.3.3 Графический метод определения
.4 Общая характеристика тест-объекта Daphnia magna
.4.1 Применение тест-объекта Daphnia magna в биотестировании
.4.2 Выращивание культуры Daphnia magna
.4.3 Выращивание культуры Scenedesmus quadricada
Вывод
II. Патентный поиск
Вывод
III. Аналитическая часть
.1 Общие сведения об ЗАО «ТРОЛЗА»
.1.1 Сведения об отходах ЗАО « ТРОЛЗА»
Вывод
IV. Экспериментальная часть
.1 Методика эксперимента
.2 Приготовление водной вытяжки
.3 Методика оопределения острой токсичности отходов ЗАО «ТРОЛЗА» с помощью тест-объекта Daphnia magna
.4 Обсуждение результатов
V. Экономическая часть
Вывод
.1 Расчет платы за размещение отходов в ОПС
Вывод
VI. Безопасность проекта
.1 Анализ вредных и опасных факторов в лаборатории
.2 Правила работы в биологической лаборатории
.3 Пожарная безопасность
.4 Микроклимат
Общие выводы
Список использованной литературы
Приложение
токсичность опасность daphnia magna биотестирование
ПЕРЕЧЕНЬ ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ
ПДКп (мг/кг)- предельно допустимая концентрация вещества в почве;
ОДК - ориентировочно допустимая концентрация;
ПДКв (мг/л)- Предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов хозяйственно-питьевого и культурно-бытового водопользования;
ОДУ - ориентировочно допустимый уровень;
ОБУВ - ориентировочный безопасный уровень воздействия;
ПДКр.х. (мг/л)- предельно допустимая концентрация вещества в воде водных объектов рыбохозяйственного назначения;
ПДКс.с. (мг/м3)- предельно допустимая концентрация вещества среднесуточная в атмосферном воздухе населенных мест;
ПДКм.р. (мг/м3)- предельно допустимая концентрация вещества максимально разовая в воздухе населенных мест;
ПДКр.з. (мг/м3)- предельно-допустимая концентрация вещества в воздухе рабочей зоны;
МДС-максимально допустимое содержание;
МДУ - максимально допустимый уровень;
S (мг/л)- растворимость компонента отхода вещества в воде при 20оС
Снас (мг/м3)- насыщающая концентрация вещества в воздухе при 20оС и нормальном давлении; - коэффициент распределения в системе октанол/вода при 20оС;
LD50 (мг/кг)- средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50% подопытных животных при однократном пероральном введении в унифицированных условиях;кожн50 (мг/кг)- средняя смертельная доза компонента в миллиграммах действующего вещества на 1 кг живого веса, вызывающая гибель 50% подопытных животных при однократном нанесении на кожу в унифицированных условиях;(мг/м3)- средняя смертельная концентрация вещества, вызывающая гибель 50% подопытных животных при ингаляционном поступлении в унифицированных условиях;
БД - биологическая диссимиляция;
ОПС - окружающая природная среда;
ФККО - Федеральный классификационный каталог отходов;
ЛКР50-96- средняя летальная кратность разбавления вод, водных вытяжек, вызывающую гибель 50 % тест-объектов за 96-часовую экспозицию;
БКР10-96- безвредную кратность разбавления водных вытяжек, вызывающую гибель не более 10 % тест-объектов за 96-часовую экспозицию.
ВВЕДЕНИЕ
ХХ век принес человечеству немало благ, связанных с бурным развитием научно-технического прогресса, и в то же время поставил жизнь на Земле на грань экологической катастрофы. Рост населения, увеличение образования бытовых отходов, интенсификация добычи ископаемых и связанные с этим увеличение примышленных отходов, загрязняющих Землю, приводит к коренным изменениям в природе, и отражаются на самом существовании человека. В последнее время первостепенной задачей, имеющей приоритетное социальное и экономическое значение, является проблема переработки и утилизации твердых, жидких и газообразных отходов производства и потребления, вызывающих деградацию окружающей среды [1].
Ежегодно на территории России образуется около 7 млрд. тонн всех видов отходов, из которых в той или иной мере используются лишь 2 млрд. тонн. На территории страны в отвалах и хранилищах накоплено около 80 млрд. тонн отходов, причем токсичных из них более 1,4 млрд. тонн.
По данным областного комитета государственной статистики, по Саратовской области за 2012 год образуется 26 млн. промышленный отходов, вторично используется только лишь 10 %. [1].
Для оптимального управления отходами, образующимися в процессе деятельности необходимо хорошо представлять себя процессы, в результате которых они образуются их количества и свойства, что в конечном итоге необходимо для правильного выбора условий хранения, транспортировки, выбора метода утилизации или переработки, а возможно и вторичного использования в данном производстве образующихся отходов.
Кроме того отнесение отходов к тому или иному классу опасности важно и с экономической точки зрения, так как класс опасности является основным показателем определяющим сумму платы за негативное воздействие на окружающую природную среду. Разница в платежах между отходами разных классов опасности существенна. Вот почему определение класса опасности отходов является актуальной задачей при организации работ по обращению с отходами производства и потребления на предприятии.
Цель настоящего дипломного проекта заключается в определение класса опасности методом биотестирования восьми наименований отходов производства и потребления, образующихся в процессе производственной деятельности ЗАО «ТРОЛЗА».
I. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР
.1 Классификация и виды твердых промышленных отходов
Промышленные отходы являются неоднородными, сложными поликомпонентными смесями веществ, обладающими различными физико-химическими свойствами, представляют токсическую, химическую, биологическую, коррозионную, огне- и взрывоопасность. Существует классификация отходов по их химической природе, способу образования, возможности дальнейшей переработке и использования. В нашей стране отходы подразделяются на пять классов опасности, исходя из токсичности отхода [4]:
. Чрезвычайно опасные. Вещества, содержащие ртуть и ее соединения, в том числе сулему, хромовокислый и цианистый калий, бенз-а-пирен и др. Это особотоксичные сильнодействующие ядовитые соединения;
. Высоко-опасные. Вещества, содержащие хлористую медь, содержащие сульфат меди, щавелевокислую медь, соединения свинца;
. Умеренно-опасные. Вещества, содержащие оксиды свинца, хлорид никеля, четыреххлористый углерод;
4. Малоопасные. Вещества, содержащие сульфат магния, фосфаты, соединения цинка, отходы обогащения полезных ископаемых;
5. Условно не опасные (скорлупа, стружка древесины, бумага.
Принадлежность к группам определяется по классификатору промышленных отходов, расчетным путем, если известны гигиенические параметры вещества и экспериментальным путем. Отходы всех классов опасности делятся на твердые, пастообразные, жидкие, пылевидные или газообразные:
твердые отходы: пришедшая в негодность тара из металлов, дерева, картона, пластмасс, обтирочные материалы, отработанные фильтроматериалы, обрезки полимерных труб, кабельной продукции.
пастообразные: шламы, смолы, осадки с фильтров и отстойников от очистки емкостей теплообменников.
жидкие: сточные воды, содержащие органические и неорганические вещества, не подлежащие приему на биоочистку ввиду высокой токсичности.
пылевидные (газообразные): сдувки от дыхательных трубок емкостного оборудования, выбросы из участков обезжиривания, окраски продукции [4].
По химической устойчивости отходы различаются: взрывоопасные, самовозгорающиеся, разлагающиеся с выделением ядовитых газов, устойчивые. Все промышленные отходы делят на утилизируемые и не утилизируемые. Утилизируемые промышленные отходы не подлежат уничтожению или захоронению, а должны быть использованы в народном хозяйстве как топливо, стройматериалы, удобрения, исходное сырье для повторной переработки или регенерации отходов с целью получения вторичного сырья. Захоронение не утилизируемых отходов определяется их потенциальной опасностью для здоровья населения. В настоящее время не утилизируемые промышленные отходы в стране делятся на пять классов опасности с учетом их токсичности, влияния на окружающую среду и технологии обезвреживания промышленных отходов на полигонах [5,6].
Твердые промышленные отходы следует подразделить на следующие основные группы:
· отход металлоперерабатывающих производственных подразделений;
· отходы металлургических производственных подразделений;
· отходы стекольных и керамических производств;
· отходы при производстве полимерных материалов синтетической химии (в том числе отходов резины резинотехнических изделий);
· отходы из природных полимерных материалов (отходы древесины, картона, целлюлозно-бумажные отходы, отходы фиброина, кератина, казеина, коллагена);
· отходы отопительных систем;
· волокнистые отходы;
· радиоактивные отходы [6].
.2 Основы законодательства РФ в области обращения с отходами производства и потребления
Основу законодательства РФ по обращению с отходами производства и потребления составляют:
.Федеральный закон РФ от 24 июня 1998 г. № 89-ФЗ «Об отходах производства и потребления» [7];
.Федеральный закон РФ 10 января 2002 г. № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» [8];
.Федеральный закон РФ от 30 марта 1999 г. № 52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» [9].
В Федеральном законе «Об отходах производства и потребления» определены правовые основы обращения с отходами производства и потребления, призванные обеспечить предотвращения вредного воздействия отходов производства и потребления на здоровье человека и окружающую природную среду, а также вовлечения таких отходов в хозяйственный оборот в качестве дополнительных источников сырья. Закон №89 ФЗ определяет отходы производства и потребления как остатки сырья, материалов, полуфабрикатов, иных изделий или продуктов, которые образовались в процессе производства или потребления, а также товары (продукция), утратившие свои потребительские свойства.
Основными принципами государственной политики РФ в области обращения с отходами являются:
- охрана здоровья человека, поддержание или восстановление благоприятного состояния окружающей природной среды и сохранение биологического разнообразия;
- научно обоснованное сочетание экологических и экономических интересов общества в целях обеспечения устойчивого развития общества;
- использование новейших научно - технических достижений в целях реализации малоотходных и безотходных технологий;
- комплексная переработка материально- сырьевых ресурсов в целях уменьшения количества отходов;
- использование методов экономического регулирования деятельности в области обращения с отходами в целях уменьшения количества отходов и вовлечения их в хозяйственный оборот;
- доступ в соответствии с законодательством Российской Федерации к информации в области обращения с отходами;
- участие в международном сотрудничестве Российской Федерации в области обращения с отходами [9].
Основными принципами экономического регулирования в области обращения с отходами являются:
- уменьшение количества отходов и вовлечение их в хозяйственный оборот;
- платность размещения отходов;
- экономическое стимулирование деятельности в области обращения с отходами.
Неисполнение или ненадлежащее исполнение законодательства Российской Федерации в области обращения с отходами должностными лицами и гражданами влечет за собой дисциплинарную, административную, уголовную или гражданско-правовую ответственность в соответствии с законодательством Российской Федерации [10].
Основные требования в области охраны окружающей среды при обращении с отходами производства и потребления определяются ст.51 Федерального закона РФ «Об охране окружающей среды» [10].
Отходы производства и потребления, в том числе радиоактивные отходы, подлежат сбору, использованию, обезвреживанию, транспортировке, хранению и захоронению, условия и способы, которых должны быть безопасными для окружающей среды и регулироваться законодательством Российской Федерации.
Запрещаются:
сброс отходов производства и потребления, в том числе радиоактивных отходов, в поверхностные и подземные водные объекты, на водосборные площади, в недра и на почву;
размещение опасных отходов и радиоактивных отходов на территориях, прилегающих к городским и сельским поселениям, в лесопарковых, курортных, лечебно-оздоровительных, рекреационных зонах, на путях миграции животных, вблизи нерестилищ и в иных местах, в которых может быть создана опасность для окружающей среды, естественных экологических систем и здоровья человека;
захоронение опасных отходов и радиоактивных отходов на водосборных площадях подземных водных объектов, используемых в качестве источников водоснабжения, в бальнеологических целях, для извлечения ценных минеральных ресурсов;
ввоз опасных отходов и радиоактивных отходов в Российскую Федерацию в целях их захоронения и обезвреживания [10].
Предприятие производитель отходов в своей производственной деятельности так же руководствуется следующими нормативно правовыми документами:
● «Об охране атмосферного воздуха», ст.18 (регулирует условия выбросов вредных веществ при обезвреживании и сжигании отходов производства и потребления);
● «О животном мире», ст.28 (запрещается применение отходов производства без осуществления мер, гарантирующих предотвращение заболеваний и гибели объектов животного мира, а также ухудшение среды их обитания);
● Земельный кодекс РФ, ст.13 (собственниками, землепользователями, землевладельцами и арендаторами земельных участков должны проводиться мероприятия по защите земель от захламления отходами и по предотвращению порчи земель в результате нарушения правил обращения с отходами);
● Закон РФ «О недрах», ст.22, 23;
● Водный кодекс РФ, ст.96, 101, 107 [11].
1.2.1 Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО)
В соответствии со ст.20 закона № 89-ФЗ государственный кадастр отходов включает в себя федеральный классификационный каталог отходов, государственный реестр объектов размещения отходов, а также банк данных об отходах и о технологиях использования и обезвреживания отходов различных видов [11].
Государственный кадастр отходов - интегрированный информационный ресурс, в котором систематизированы свойства отходов, их потенциальная опасность или ресурсная ценность, а также существующие объекты размещения отходов и технологии использования и обезвреживания отходов.
Порядок ведения государственного кадастра отходов определяется Постановлением Правительства Российской Федерации № 818 от 26.10.00 [12].
Федеральный классификационный каталог отходов (ФККО) является перечнем образующихся в РФ отходов, систематизированных по совокупности приоритетных признаков: происхождению, агрегатному и физическому состоянию, опасным свойствам, степени вредного воздействия на окружающую среду.
Все отходы разделены в ФККО по происхождению на 4 блока: органические отходы природного происхождения (животного и растительного), отходы минерального происхождения, отходы химического происхождения, коммунальные отходы [12].
Для внесения в ФККО сведений о конкретном виде отходов применяется 13- значное кодирование, предусматривающее систематизацию основных классификационных признаков.
Первые 8 цифр используются для кодирования происхождения отхода.
и 10 цифры - для указания агрегатного состояния и физической формы отхода (0 - данные не установлены, 1 - твердый, 2 - жидкий, 3 - пастообразный, 4 - шлам, 5 - гель, коллоид, 6 - эмульсия, 7 - суспензия, 8 - сыпучий, 9 - гранулят, 10 - порошкообразный, 11 - пылеобразный, 12 - волокно, 13 - готовое изделие, потерявшее потребительские свойства, 99 - иное) [12].
и 12 цифры - для кодирования опасных свойств и их комбинаций (0 - данные не установлены, 1 - токсичность (т), 2 - взрывоопасность (в), 3 - пожароопасность (п), 4 - высокая реакционная способность (р), 5 - содержание возбудителей инфекционных болезней (и), 6 - т+в, 7 - т+п, 8 - т+р, 9 - в+п, 10 - в+р, 11 - в+и, 12 - п+р, 13 - п+и, 14 - р+и, 15 - т+в+п, 16 - т+в+р, 17 - т+п+р, 18 - в+п+р, 19 - в+п+и, 20 - п+р+и, 21 - т+в+п+р, 22 - в+п+р+и, 99 - опасные свойства отсутствуют).
цифра используется для кодирования класса опасности для окружающей природной среды (0 - класс опасности не установлен, 1 - I класс опасности, 2 - II класс опасности, 3 - III класс опасности, 4 - IV класс опасности, 5 - V класс опасности). В ФККО установлен класс опасности для 640 наиболее распространенных наименований отходов [13].
Приказом МПР России от 02.12.02 №786 с изменениями и дополнениями от 02.02.2010 в ФККО внесены сведения о конкретных видах отходов с обязательным установлением класса опасности для окружающей среды, который имеет большое значение в административном оформлении всех операций по экологически безопасному обращению с отходами. Также этим приказом предусмотрена необходимость периодического (не менее 1 раза в год) опубликования новой редакции ФККО по мере его информационного наполнения [14].
1.3
Определение класса опасности отходов
Основным документом, определяющим отнесение вредных веществ к классу опасности, является Приказ Министерства природных ресурсов РФ от 15 июня 2001 г №511 «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды».[15].
Класс опасности отходов устанавливается по степени возможного вредного воздействия на окружающую среду при непосредственном или опосредованном воздействии опасного отхода на нее в соответствии с критериями, приведенными в таблице 1.1
Таблица 1.1
Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности [16]
|
№ п/п |
Степень вредного воздействия отходов на ОС |
Критерии отнесения опасных отходов к классу опасности для ОС |
Класс опасности отхода для ОС |
|
1. |
Очень высокая |
Экологическая система необратимо нарушена. Период восстановления отсутствует. |
I класс Чрезвычайно опасные |
|
2. |
Высокая |
Экологическая система сильно нарушена. Период восстановления не менее 30 лет после полного устранения источника вредного воздействия. |
II класс Высокоопасные |
|
3. |
Средняя |
Экологическая система нарушена. Период восстановления не менее 10 лет после снижения вредного воздействия от существующего источника. |
IIIкласс Умеренно опасные |
|
4. |
Низкая |
Экологическая система нарушена. Период самовосстановления не менее трех лет. |
IV класс Малоопасные |
|
5. |
Очень низкая |
Экологическая система практически не нарушена. |
V класс Практически неопасные |
Отнесение отходов к классу опасности для ОС может осуществляться расчетным или экспериментальным методом. Отнесения отхода к 5-му классу опасности возможно лишь на основании экспериментального метода либо на основании ФККО если отход представлен виде отхода гостированной продукции либо изделия. При отсутствии подтверждения 5-го класса опасности экспериментальным методом отход должен быть отнесен к 4-му классу опасности. Экспериментальный метод установления класса опасности отходов для ОПС осуществляется в специализированных аккредитованных для этих целей лабораториях [16]
Экспериментальный метод используется в следующих случаях:
для подтверждения отнесения отходов к 5-му классу опасности, установленного расчетным методом;
при отнесении к классу опасности отходов, у которых невозможно определить их качественный и количественный состав;
при уточнении, по желанию и за счет заинтересованной стороны класса опасности отходов, полученного в соответствии с расчетным методом. Экспериментальный метод основан на биотестировании водной вытяжки отходов [17].
.3.1 Расчетный метод определения класса опасности отходов
Определение класса опасности происходит в соответствии с приказом Министерства природных ресурсов РФ от 15 июня 2001 г №511 «Об утверждении критериев отнесения опасных отходов к классу опасности для окружающей природной среды» [15].
.Отнесение отходов к классу опасности для ОПС расчетным методом осуществляется на основании показателя (К), характеризующего степень опасности отхода при его воздействии на ОПС, рассчитанного по сумме показателей опасности веществ, составляющих отход (далее компоненты отхода), для ОПС (Кi).
Перечень компонентов отхода и их количественное содержание устанавливаются по составу исходного сырья и технологическим процессам его переработки или по результатам количественного химического анализа [17].
. Показатель степени опасности компонента отхода (Ki) рассчитывается как соотношение концентраций компонентов отхода (Ci) с коэффициентом его степени опасности для ОПС (Wi); коэффициентом степени опасности компонента отхода для ОПС является условный показатель, численно равный количеству компонента отхода, ниже значения, которого он не оказывает негативного воздействия на ОПС. Размерность коэффициента степени опасности для ОПС условно принимается как мг/кг [18].
.Для определения коэффициента степени опасности компонента отхода для ОПС по каждому компоненту отхода устанавливаются степени их опасности для ОПС для различных природных сред в соответствии с табл. 1.2. В перечень показателей, используемых для расчета Wi, включается показатель информационного обеспечения для учета недостатка информации по первичным показателям степени опасности компонентов отхода для ОПС. Показатель информационного обеспечения рассчитывается путем деления числа установленных показателей (n) на 12 (N - количество наиболее значимых первичных показателей опасности компонентов отхода для ОПС) [17].
По следующим диапазонам изменения показателя информационного обеспечения присваиваются баллы, что показано в таблице 1.3
.По установленным степеням опасности компонентов отхода для ОПС в различных природных средах рассчитывается относительный параметр опасности компонента отхода для ОПС (Хi) делением суммы баллов по всем параметрам на число этих параметров [17].
.Коэффициент Wi рассчитывается по одной из следующих формул [18]:
lgWi=4-4/Zi для 1< Zi< 2, (1.1)i=Zi для 2< Zi< 4, (1.2)i=2+4/(6 - Zi) для 4 < Zi< 5, (1.3)
где Zi=4Хi/3 - 1/3.
Таблица 1.2
Расчет коэффициента опасности компонента отхода [18]
|
№п/п |
Первичные показатели опасности компонента отходов |
|
1. |
ПДКп (ОДКп), мг/кг |
|
2. |
Класс опасности в почве |
|
3. |
ПДКв (ОДУ), мг/л |
|
4. |
Класс опасности в водехозяйственно-питьевого использования |
|
5. |
ПДКрх (ОБУВ), мг/л |
|
6. |
Класс опасности в воде рыбохозяйственного использования |
|
7. |
ПДКсс (ПДКмр, ОБУВ), мг/м3 |
|
8. |
Класс опасности в атмосферном воздухе |
|
9. |
ПДКпп (МДУ, МДС), мг/кг |
|
10. |
Lg (S,мг/л/ПДКв,мг/л) |
|
11. |
lg (Cнас,мг/ м3/ПДКрз) |
|
12. |
Lg (Cнас,мг/м3/ПДКсс или ПДКмр) |
|
13. |
lgKOW (октанол/вода) |
|
14. |
LD50, мг/кг |
|
15. |
LC50возд,мг/м3 |
|
16. |
LC50водн,мг/л, 96ч |
|
17. |
БД=БПК5ґ100%/ХПК |
|
18. |
Персистентнось (трансформация в окружающей среде) |
|
19. |
Биоаккумуляция (поведение в пищевой цепочке) |
Таблица 1.3
Степень опасности отходов для ОПС [18]
|
Диапазон изменения показателя информационного обеспечения (Ii=n/N) |
Балл |
|
< 0,5 (n<6) |
1 |
|
0,5 - 0,7 (n = 6 - 8) |
2 |
|
0,71 - 0,9 (n = 9 - 10) |
3 |
|
>0,9 (n > 11) |
4 |
6.Показатель степени опасности компонента отхода для ОПС Кi рассчитывается по формуле [18]:
Кi=Ci/Wi, (1.4)
где: Ci - концентрация i-го компонента в опасном отходе (мг/кг);
Wi - коэффициент степени опасности i-го компонента опасного отхода для ОПС (мг/кг).
.Показатель степени опасности отхода для ОПС К рассчитывается по следующей формуле [17]:
К=К1+К2+…+Кi, (1.5)
где: K - показатель степени опасности отхода для ОПС;
К1;К2;…;Кi - показатели степени опасности отдельных компонентов отхода для ОПС [18].
.Компоненты отходов, состоящие из таких химических элементов как кислород, азот, углерод, фосфор, сера, кремний, алюминий, железо, натрий, калий, кальций, магний, титан в концентрациях, не превышающих их содержание в основных типах почв, относятся к практически неопасным компонентам со средним баллом (Хi), равным 4, и, следовательно, коэффициентом степени опасности для ОПС (Wi), равным 106 [19].
Компоненты отходов природного органического происхождения, состоящие из таких соединений как углеводы (клетчатка, крахмал и иное), белки, азотсодержащие органические соединения (аминокислоты, амиды и иное), то есть веществ, встречающихся в живой природе, относятся к классу практически неопасных компонентов со средним баллом (Хi), равным 4, и, следовательно, коэффициентом степени опасности для ОПС (Wi), равным 106 [18].
Для остальных компонентов отходов показатель степени опасности для ОПС рассчитывается по выше установленному порядку.
.Отнесение отходов к классу опасности расчетным методом по показателю степени опасности отхода для ОПС осуществляется в соответствии с таблицей 1.4.
Таблица 1.4
Определение класса опасности отхода [20]
|
Класс опасности отхода |
Степень опасности отхода для окружающей среды К |
|
I |
106≥K>104 |
|
II |
104≥K>103 |
|
III |
103≥K>102 |
|
IV |
102≥K>10 |
|
V |
K≤10 |
.3.2 Метод биотестирования
Биотестирование - это оценка в лабораторных условиях качества объектов окружающей среды с использованием живых организмов [21].
Биотестирование как метод оценки токсичности водной среды используется:
• при проведении токсикологической оценки промышленных, сточных бытовых, сельскохозяйственных, дренажных, загрязненных природных вод с целью выявления потенциальных источников загрязнения;
• в контроле аварийных сбросов высокотоксичных сточных вод;
• при проведении оценки степени токсичности сточных вод на разных стадиях формирования при проектировании локальных очистных сооружений [22];
• в контроле токсичности сточных вод, подаваемых на очистные сооружения биологического типа с целью предупреждения проникновения опасных веществ для биоценозов активного ила;
• при определении уровня безопасного разбавления сточных вод для гидробионтов с целью учета результатов биотестирования при корректировке и установлении предельно допустимых сбросов (ПДС) веществ, поступающих в водоемы со сточными водами;
• при проведении экологической экспертизы новых материалов, технологий очистки, проектов очистных сооружений и пр. [23].
Длительность биотестирования зависит от задачи, поставленной исследователем. Острые биотесты, выполняемые на различных тест - объектах по показателям выживаемости, длятся от нескольких минут до 24-96 ч. Краткосрочные хронические тесты длятся в течение 7 суток и заканчиваются, как правило, после получения первого поколения тест-объектов [40].
Для биотестирования используются различные гидробионты - водоросли, микроорганизмы, беспозвоночные, рыбы. Наиболее популярные объекты - ювенальные формы планктонных ракообразных -фильтраторов Daphnia magna, Ceriodaphnia affinis. Cемидневный тест на суточной молоди цериодафнии Ceriodaphnia affinis позволяет за более короткий срок (7 сут), чем на Daphnia magna (21 сут) дать заключение о хронической токсичности воды [41].
В последние годы на беспозвоночных исследуют физиологические, морфологические и генетические последствия хронического воздействия токсиканта. Основные требования к водно-токсикологическим биотестам можно свести к следующему: биотесты должны быть [42]:
а) экспрессными;
б) чувствительными;
в) легко доступными для исполнения;
г) хорошо воспроизводимыми;
д) достаточно точными, т.е. улавливать по возможности малые колебания концентрации исследуемых токсикантов;
е) экономичными.
При определении класса опасности отхода для ОПС с помощью метода биотестирования водной вытяжки применяется не менее двух тест-объектов из разных систематических групп (дафнии и инфузории, цериодафнии и бактерии или водоросли и т. п.). За окончательный результат принимается класс опасности, выявленный на тест-объекте, проявившем более высокую чувствительность к анализируемому отходу [21].
Для подтверждения отнесения отходов к пятому классу опасности для ОПС, установленного расчетным методом, определяется воздействие только водной вытяжки отхода без ее разведения. Класс опасности устанавливается по кратности разведения водной вытяжки, при которой не выявлено воздействие на гидробионты в соответствии с диапазонами кратности разведения, что показано в таблице 1.5 [22].
Если экспериментально не удалось получить точного значения кратности разбавления, вызывающей 50 %-ную гибель дафний за 96 часов экспозиции, то для получения точного значения ЛКР50-96 без выполнения дополнительных экспериментов, используют графический или неграфический метод определения.
Таблица 1.5
Экспериментальный метод определения класса опасности для ОПС [22]
|
Класс опасности отхода для окружающей среды |
Кратность разведения водной вытяжки отхода, при которой вредное воздействие на гидробионтов отсутствует |
|
I |
>10000 |
|
II |
От 10000 до 1001 |
|
III |
От 1000 до 101 |
|
IV |
<100 |
|
V |
1 |
.3.3 Графический метод определения острого токсического действия
Графический метод определения основывается на оценке качества водной вытяжки отхода (ЛКР50-96, БКР10-96).Чтобы получить на графике линейную зависимость, используют пробит-анализ. Результаты экспериментов по установлению острого токсического действия заносят в таблицу 1.6. Значения пробитов устанавливают по таблице 1.7 [23].
Таблица 1.6
Форма записи результатов определения острой токсичности [23]
|
Дата, время место отбора пробы |
Исследуемая концентрация вытяжки, % |
Время от начала биотестирования |
Количество выживших дафний |
Смертность дафний в опыте, в % к контролю |
Оценка качества водной вытяжки |
||
|
в контроле |
в опыте |
ЛКР50-96 |
БКР10-96 |
При неграфическом методе определения ЛКР десятичный логарифм концентрации исследуемых сточных вод обозначается за х, а численные значения пробитов гибели дафний у. В результате получаем линейную зависимость:
y=kx+b (1.6)
Таблица 1.7
Значение пробитов [24]
|
Гибель, % |
0 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
|
0 |
- |
2,67 |
2,95 |
3,12 |
3,25 |
3,35 |
3,45 |
3,52 |
3,59 |
3,66 |
|
10 |
3,72 |
3,77 |
3,82 |
3,83 |
3,92 |
3,92 |
4,01 |
4,05 |
4,08 |
4,12 |
|
20 |
4,16 |
4,19 |
4,23 |
4,26 |
4,29 |
4,29 |
4,36 |
4,39 |
4,42 |
4,45 |
|
30 |
4,48 |
4,50 |
4,53 |
4,56 |
4,59 |
4,59 |
4,64 |
4,67 |
4,69 |
4,72 |
|
40 |
4,75 |
4,77 |
4,80 |
4,82 |
4,85 |
4,85 |
4,90 |
4,92 |
4,95 |
4,97 |
|
50 |
5,00 |
5,03 |
5,05 |
5,08 |
5,10 |
5,10 |
5,15 |
5,18 |
5,20 |
5,23 |
|
60 |
5,25 |
5,28 |
5,31 |
5,33 |
5,36 |
5,36 |
5,4 |
5,44 |
5,47 |
5,50 |
|
70 |
5,52 |
5,55 |
5,58 |
5,61 |
5,64 |
5,64 |
5,71 |
5,74 |
5,77 |
5,81 |
|
80 |
5,84 |
5,88 |
5,92 |
5,95 |
5,99 |
5,99 |
6,08 |
6,13 |
6,18 |
6,23 |
|
90 |
6,28 |
6,34 |
6,41 |
6,48 |
6,55 |
6,55 |
6,75 |
6,88 |
7,05 |
7,33 |
Численные значения коэффициентов k и b вычисляются по формулам [25]:
где хi- десятичный логарифм концентрации исследуемых сточных вод обозначается,
yi- численные значения пробитов гибели дафний [25].
Полученный логарифм процентной концентрации исследуемой воды (lgC) переводится в процентную концентрацию. Безвредная кратность разбавления (БКР10-96) рассчитывается путем деления 100% на полученную процентную концентрацию [26].
Класс опасности устанавливается по кратности разведения водной вытяжки, при которой не выявлено воздействие на гидробионтов в соответствии со следующими диапазонами кратности разведения [27].
.4 Общая характеристика биологического тест-объекта
Daphnia magna
Систематическое положение:
Тип Членистоногие (Artropoda)
2 Подтип Жабродышащие (Branchiota)
3 Класс Ганадообразные (Crustacea)
4 Отряд Ветвистоусые (Cladocera)
5 Семейство Дафневые (Daphnidae)
6 Род Дафния (Daphnia)
7 Вид Daphnia magna St
Дафнии - мелкие рачки (рис.1.1.) (размеры тела взрослых особей от 0,6 до 6 мм). Они населяют все типы стоячих континентальных водоемов, встречаются также во многих реках с медленным течением. В лужах, прудах и озерах часто имеют высокую численность и биомассу.
Дафнии- типичные планктонные рачки, большую часть времени проводящие в толще воды. Большую часть времени проводят в толще воды, передвигаясь резкими скачками за счет взмахов вторых антенн, которые покрыты специальными оперенными щетинками (отсюда их обычное название - «водяные блохи», часто относимое ко всем ветвистоусым).
Рис. 1.1 - Дафния (взрослая самка): 1 - первая пара усиков; 2 - вторая пара усиков; 3 - верхние челюсти (мандибулы, или жвалы); 4 - грудные ножки; 5 - глазок (простой); 6 - глаз (сложный); 7 - надглоточный ганглий; 8 - сердце; 9 - пищевод; 10 - пищеварительная железа; 11 - кишечник; 12 - заднепроходное отверстие; 13 - орган выделения; 14 - яичник; 15 - отверстие яйцевода; 16 - зародыши; 17 - пространство между сплошной поверхностью брюшка и раковиной [27].
Многие дафнии способны также медленно ползать по дну или стенкам сосудов за счет токов воды, создаваемых грудными ножками (антенны при этом способе передвижения неподвижны). Основной пищей для дафний служат бактерии и одноклеточные водоросли [28].
Тело овальной формы, сжато с боков, заключено в прозрачный хитиновый панцирь. Со спинной стороны вытянут в длинный щит. Створки на брюшной стороне соединены, образуют цепь. Тело нечетко сегментировано на головной, грудной и брюшной отделы.
На голове щит с раструмом, на нем - две антенны с осязательными щетинками, сильнее они развиты у самцов. В основании головы расположены две задние сильно развитые антенны, служащие для скачкообразного движения в толще воды [29].
Назначение ротовых конечностей кладоцер - фильтраторов направлять в кишечный канал, образующийся в пищевом желобке комок. С помощью конечностей также удаляется пища, направляющаяся по желобку в то время, когда пищеварительный тракт заполнен и происходит пищеварение. Пищеварительная система представлена кишечником, который подразделяется на три примерно равных по длине отдела - пищевод (передняя кишка), среднюю и заднюю кишку. Кровеносная система развита слабо. Имеется мешковидное сердце, замкнутое сзади и снабженное выходным отверствием спереди и парой остий по обеим сторонам. Сердце сокращается до 200-290 ударов в минуту. Полостная жидкость (кровь) бесцветна или слабо окрашена и включает мелкие амебовидные клетки. Кровеносные сосуды не развиты. Из сердца кровь поступает в пространство между органами [30].
В грудном (торакальном) отделе расположено 5 пар грудных ножек. Они сильно расчленены, снабжены многочисленными щетинками, которые образуют сито. Функции ножек - это фильтрация воды для питания и дыхания, (частота движения ножек - 150-170 ударов в минуту) зависит от качества воды, температуры, состояния рачков. Половая система самки- яичники, самца - семенники, они расположены по обеим сторонам кишечника. Яичники в виде парных трубок тянутся по сторонам кишечника, открываясь короткими яйцеводами в выводковую камеру. Оплодотворение осуществляется обычно в момент прикрепления самца к заднему краю раковины самки [31].
Эмбрион в выводковой камере развивается от 1 -до 4 суток. Молодь выходит во время линьки (сбрасывание панциря), вслед за этим в выводковую камеру поступают яйца следующего помета. У Daphnia magna в летнее время при достаточном количестве пищи в начале и конце жизни молодь нового помета отрождается каждые 2 дня, в середине жизни ежедневно [32].
Благодаря прозрачному панцирю хорошо просматриваются окраска тела, внутренние органы: кишечник, жировые капли, выводковая камера с эмбрионами и т.д., что позволяет полнее оценить состояние дафний.
Короткий биологический цикл развития позволяет проследить рост и развитие дафний на всех жизненных стадиях. В течение жизни дафний выделяют ряд стадий, сопровождающихся линьками, при линьке расходится цервикальный шов - линия между головным щитом и карапаксом, и животное вылезает из экзувия. Вместе с карапаксом сбрасываются покровы тела и конечностей. Линька периодически повторяется в течение всей жизни особи. Обычно линька происходит в толще воды, эфиппиальные самки некоторых видов линяют, приклеившись снизу к поверхностной пленке воды. Несколько линек происходят во время эмбрионального развития, в выводковой камере. При хорошем питании размеры дафний после каждой линьки удваиваются. Молодь 0,7-0,9 мм в длину, половозрелые самки - 2,2-2,4 мм, самцы - 2-2,1 мм. Максимальная длина тела самки 6,0 мм при влажной биомассе 7-10 мг [33].
В жабрах (овальные выросты ножек) происходит газообмен. Значительную часть кислорода дафнии получают через тонкие покровы тела и конечностей, а дыхательные придатки, как и затылочный орган <http://ru.wikipedia.org/w/index.php?title=%D0%97%D0%B0%D1%82%D1%8B%D0%BB%D0%BE%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B9_%D0%BE%D1%80%D0%B3%D0%B0%D0%BD&action=edit&redlink=1> новорожденных, играют важную роль в осморегуляции <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D1%81%D0%BC%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%B3%D1%83%D0%BB%D1%8F%D1%86%D0%B8%D1%8F>. Дафния устойчива к изменению кислородного режима (до 2 мгО2/л), что связано со способностью синтезировать гемоглобин, так что их гемолимфа <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%93%D0%B5%D0%BC%D0%BE%D0%BB%D0%B8%D0%BC%D1%84%D0%B0> и всё тело окрашивается в красный цвет [33].
Дафнии размножаются партеногенетически. В благоприятных условиях (например, летом в непересыхающих лужах и мелких водоёмах) в популяциях дафний присутствуют только партеногенетические самки. Из их неоплодотворенных диплоидных яиц развиваются следующие поколения самок. Развитие эмбрионов при партеногенезе протекает в выводковой камере под раковинкой и сопровождается несколькими линьками. Затем молодые рачки выходят из выводковой камеры (развитие прямое). Осенью или перед высыханием водоема из таких же неоплодотворенных яиц развиваются самцы (как правило, все особи одного помета имеют одинаковый пол). Таким образом, определение пола <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9E%D0%BF%D1%80%D0%B5%D0%B4%D0%B5%D0%BB%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5_%D0%BF%D0%BE%D0%BB%D0%B0> у дафний чисто средовое. Переход к двуполому размножению у видов из крупных водоемов обычно требует воздействия двух стимулов - понижения температуры и уменьшения длины светового дня. Показано, что покоящиеся яйца дафний могут длительное время выживать и развиваться в растворах ядовитых солей (например, хлорида ртути HgCl2) при концентрации ядов, в тысячи раз превышающей ПДК <http://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9F%D0%94%D0%9A>, после разрыва оболочки яйца, вылупившиеся эмбрионы в таких растворах сразу же погибают [34].
Подавляющее большинство планктонных ракообразных в пресных водах относится к «мирным» формам, питающимся водорослями, бактериями и детритом. Основной способ, с помощью которого нехищные планктонные ракообразные улавливают свои объекты - это фильтрация. Пропуская через свой организм большие объёмы воды, они способны накапливать значительные количества токсических веществ, способствуя тем самым естественному самоочищению воды. Туловищные конечности у Cladocera утратили функцию органов движения, а приобрели функцию собирания мелких пищевых частиц. Все действия аппарата осуществляются многочисленными различными по строению щетинками. Одни из щетинок конечностей выполняют функцию фильтрации, другие очистительную, третьи - подхватывают пищу и направляют ее в пищевой желобок. Многочисленные мельчайшие щетинки, покрывающие стенки пищевого желобка, обеспечивают дальнейшее продвижение пищевых частиц [35]. Специфическое для водных животных фильтрационное питание характеризуют скоростью фильтрации воды и скоростью питания (рацион). Скорость фильтрации условно определяют как объем воды, который приданной концентрации пищи содержит число частиц, равное потребленному. Максимальная скорость фильтрации наблюдается при низкой концентрации взвеси в среде. Начиная с известной концентрации пищи, скорость фильтрации минимальна и не зависит от количества взвеси в воде.
Кормом для дафний служат: нансестон - одноклеточные водоросли, частицы детрита, мелкие простейшие и ультрасестон - бактерии, очень мелкий детрит и растворенное органическое вещество. Разные компоненты, составляющие пищу Cladocera, имеют не одинаковую пищевую ценность: наибольшей обладают из микроорганизмов - водоросли Chlorella и Scenedesmus [36, 37].
.4.1 Применение Daphnia magna в биотестировании
Биотесты, в которых в качестве тест-организмов используют различные виды рачков дафний, основаны на оценке изменений определенного набора форм поведения - кувыркание, скучивание, равномерное распределение в заданном объеме; физиологического состояния - изменение дыхания, сердцебиения, окраски тела, абортизации яиц и зародышей и т. п.; двигательной активности - изменения частоты движения эпиподитов, либо выживаемости и плодовитости при помещении в тестируемую воду. Дафний рекомендуется применять для контроля сточных вод в установленном режиме и выявления потенциально опасных источников загрязнения водных объектов токсическими веществами [38].
Популярность Daphnia magna как тест - объекта связана главным образом с тем, что она без особых трудностей выращивается в лабораторных условиях, довольно устойчива в искусственных условиях (при культивировании), дает целый комплекс тест -реакций и имеет короткий жизненный цикл, позволяющий прослеживать последствия токсического воздействия (в малых концентрациях) на протяжении ряда поколений [39]. Биотесты на Daphnia magna стандартизированы в ряде стран (CША, Франция, Германия, Венгрия). Данный тест-объект является базовым объектом биотестирования для экотоксикологов. Они быстро адаптируются к лабораторным условиям и чувствительны к токсичным веществам [40]. Для работы с дафниями принимают 24-часовой острый и 21-дневный хронический тесты, учитывают смертность и рассчитывают концентрацию вещества, вызывающую 50%-ную гибель особей (LC50). В более продолжительных экспериментах определяют снижение воспроизводства организмов. В последние годы на беспозвоночных исследуют физиологические, морфологические и генетические последствия хронического воздействия токсиканта [40].
Daphnia magna используется как тест-объект в водно-токсикологических исследованиях уже свыше 65 лет. Основу для такого широкого ее применения заложил еще Э. Науманн в классической работе «Daphnia magna Straus als Versuchtiere». Во второй половине ХХ века, в связи с возникшей повсеместно необходимостью оценки токсичности сточных вод, мониторинга природных вод, выяснения токсичности химических продуктов, широко используемых в народном хозяйстве и представляющих реальную или потенциальную угрозу для гидробионтов, и решения ряда других водоохранных задач, биотестирование на дафниях стало широко использоваться в исследовательской деятельности и в оперативном контроле загрязнения вод в США, Франции, Германии и других европейских странах, а также и в России, где развитие этой методики связано в первую очередь с работами Н.С.Строганова и Л.А. Лесникова [41].
D. magna - организм средней чувствительности к токсикантам, на много уступающий в этом отношении некоторым другим видам ветвистоусых ракообразных, инфузориям, коловраткам и другим беспозвоночным животным; это типичный обитатель малых водоемов (пруды, лужи) с высоким уровнем органического загрязнения, хорошо адаптированный к органическому загрязнению, а следовательно, и к органическим токсикантам. Дафнии, как и другие тест-объекты, при решении прикладных задач водной токсикологии нужны главным образом как «датчики» сигнальной информации о токсичности среды и заменители сложных химических анализов, позволяющие оперативно констатировать сам факт токсичности (ядовитости, вредности) водной среды (да или нет ). Такая задача решается достаточно убедительно и без аппаратурного оснащения - притом быстро и дешево[42].
В странах ЕЭС принят стандарт на биотестирование сточных вод и определение токсичности отдельных веществ с помощью - D. magna. По существу этот метод сводится к установлению доз тестируемого вещества для данного вида дафний. Методы с использованием дафний позволяют сравнивать токсичность вод, содержащих разнообразные загрязнители, однако, в связи с разведением в разных лабораториях неодинаковых клонов дафний они дают значительный разброс результатов, достигающий 35% и более. Таким образом, несмотря на ряд достоинств, биотесты с дафниями не могут претендовать на универсальность и унифицированность. Желательно их использование в комплексе с другими биологическими и гидрохимическими методами. В международном стандарте на биотест с дафниями особо оговаривается применимость его результатов только в отношении D. Magna [43].
.4.2 Выращивание культуры Daphnia magna
Культуру дафний выращивают в помещении, не содержащем токсических паров или газов. Оптимальная температура для культивирования дафний и биотестирования составляет 20±2°С, освещенность 400-600 лк при продолжительности светового дня 12-14 ч. Не допускают освещения дафний прямыми солнечными лучами [44].
Стеклянную посуду для содержания дафний моют питьевой водой. Для культивирования дафний используют отстоянную водопроводную воду. Вода для культивирования должна удовлетворять следующим требованиям: рН 7,0-8,2; жесткость общая 3-4 мг -экв/л, концентрация растворенного кислорода не менее 6,0 мг/л, солевой состав до 6 % [45].
В качестве корма используют протококковые зеленые водоросли Scenedesmus quadricauda 1 - 2 раза в неделю дафний кормят хлебопекарными дрожжами. Для приготовления дрожжевого корма 1 г свежих или 0,3 г воздушно-сухих дрожжей заливают 100 мл дистиллированной воды. После набухания дрожжи тщательно перемешивают. Образовавшуюся суспензию отстаивают в течение 30 мин. Недостающую жидкость добавляют в сосуды с дафниями в количестве 3 мл на 1 л воды [46].
Маточные культуры дафний содержат в цельностеклянных аквариумах с плотностью посадки 20-30 дафний на 1 л среды. Воду аквариумов обновляют на половину один раз в 7-10 дней. Для экспериментов выращивают синхронизированную культуру рачков от одной особи. Дафнии при этом генетически однородные, одновозрастные и развиваются одновременно, что позволяет максимально исключить возможность разброса результатов. С этой целью половозрелых дафний рассаживают по одной в стаканчики с 100 мл воды. У наиболее плодовитой самки отбирают молодь одного помета (30-40 особей) и помещают в 2-литровый аквариум. Одно пометную молодь второго поколения в возрасте 1 - 3 суток используют в опыте [47,48].
.4.3 Выращивание культуры Scenedesmus quadricauda
Для биотестирования используют лабораторную культуру одноклеточных зеленых протококковых водорослей Scenedesmus quadricauda (Тurp) Breb.
Лабораторную культуру водорослей выращивают на среде Прата в конических плоскодонных колбах объемов 250-300 см3 в люминостате с интенсивностью освещения не менее 2000-3000 лк при температуре (20±2)°С [49].
При культивировании водорослей используют химически чистую стеклянную посуду. Для этого посуду промывают смесью бихромата калия и серной кислоты (хромовой смесью), затем тщательно водопроводной водой и 3-4 раза дистиллированной водой. Посуду, используемую для культивирования, за исключением мерной, стерилизуют в сушильном шкафу при 160°С в течение 1,5 ч. Не разрешается пользоваться для мытья посуды синтетическими поверхностно-активными веществами и органическими растворителями. Можно пользоваться питьевой содой [50].
Для приготовления питательной среды Прата (Таблица 1.8) сначала готовят исходные растворы солей на дистиллированной воде: калия азотнокислого - 100,0 г/дм3; магния сернокислого - 10,0 г/дм3; калия фосфорнокислого двузамещенного - 10,0 г/дм3. Навеску железа хлорного 0,5 г растворяют в 0,5 дм3 дистиллированной воды. Полученные исходные растворы солей хранят в холодильнике. В случае помутнения растворов их заменяют на свежие [51].
Таблица 1.8
Состав питательной среды Прата [52]
|
Реактив |
Концентрация, г/дм3 |
|
Калий азотнокислый (KNO3) |
0,1 |
|
Магний сернокислый (Mg2SO4•7H2О) |
0,01 |
|
Калий фосфорнокислый двузамещенный (К2НРО4•3Н2О) |
0,01 |
|
Железо хлорное (FeCl3•6Н2О) |
0,001 |
Чтобы получить питательную среду Прата для культивирования водорослей, соответствующие объемы исходных растворов (кроме железа хлорного) добавляют по 1 мл в 1 дм3 дистиллированной воды в последовательности их расположения в таблице. Стерилизуют полученный раствор кипячением на водяной бане 15 мин, охлаждают и добавляют туда 1 мл хлорное железо из исходного раствора [53].
При культивировании периодически обновляют культуру водорослей, пересевая ее на свежую питательную среду не реже одного раза в 10 дней. Для этого в стерильную колбу объемом 250-300 см3 со свежей средой Прата объемом 150 см3 над пламенем спиртовки наливают 15-20 см3 верхнего слоя исходной культуры (содержимое исходной культуры при этом не перемешивают). Начальная плотность клеток в новой колбе составляет примерно 100-150 тыс. кл/см3, что дает светло-зеленую окраску. В случае ослабления интенсивного роста клеток в культуре, к питательной среде добавляют витамин В12. После посева колбу закрывают стерильной ватно-марлевой пробкой и бумажным колпачком, перемешивают и помещают в люминостат. В процессе культивирования культуру водорослей периодически перемешивают, встряхивая 1 -2 раза в сутки [54]
Вывод
На сегодняшний день одним из приоритетных направлений государственной политики является решение проблемы захламления земель отходами производства и потребления, их переработки и утилизации. Природоохранное законодательство РФ строго регламентирует сферу обращения с отходами.
Для исполнения требований природоохранного законодательства предприятию производителю отхода необходимо, прежде всего, установить класс опасности образующихся в процессе его деятельности отходов производства и потребления. Это необходимо для правильного выбора условий хранения, транспортировки, метода утилизации или вторичного использования образующихся отходов в данном производстве. Одним из способов определения класса опасности отходов является биотестирование. Данный метод дает возможность на количественном основании за счет получения конкретных цифровых данных охарактеризовать уровень токсичности отхода для организмов. Наиболее часто используемым тест-объектом в биотестировании является D. Magna.
II. ПАТЕНТНЫЙ ПОИСК
Был проведен патентный поиск по методике использования Daphnia magna и Scenedesmus quadricada в качестве тест-объектов при биотестировании для установления класса опасности твердых бытовых отходов (табл. 2.1).
Глубина поиска была принята 5 лет, исходя из потребностей выявления новейших достижений в данной области.
Начало поиска 20 марта 2011г.
Таблица 2.1
Поиск проводился по следующим материалам
|
Предмет поиска |
Цель поиска |
Страна поиска |
Классификационные индексы МКИ МПК |
Ретроспективн-ость поиска |
Наименование патентных источников информации |
|
Способы оценки экологического состояния водных сред |
Оценка острой и хронической токсичности |
РФ |
1)А01H 13/00 ; 2)A01H 13/00 (2006.01); 3) G01N 33/1; 4) G 01 N 33/00, 33/18; 5) G01N33/18; 6) G01N33/18 |
5 лет Начало поиска 03.2012г |
РЖ ВИНИТИ «Технологические аспекты охраны окружающей среды» www.fips.ru |
) Патент. 236901 Российская Федерация, МПК А01H 13/00. Способ дифференциации мезотрофного и эвтрофного состояния пресных непроточных водоемов и водных вытяжек отходов. [Текст] / Яценко - Степанова Т.Н., Немцева Н.В., Игнатенко М.Е., Бухарин О.В.; Заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН./ -
№ 2008100322/13; заявл. 09.01.2008г.; опубл.12.04.2009г// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [54].
Изобретение относится к биотехнологии, в частности к экологии, и может быть использовано в природоохранной деятельности для контроля качества вод пресных непроточных водоемов и водных вытяжек из отходов. Способ осуществляется путем регистрации трех биотических и трех абиотических показателей, расчета показателя трофности и определения экологического состояния водоема по величине показателя трофности, в качестве биотических показателей регистрируют количество водорослей вида Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. Et G.S. West, Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. var. quadricauda, Trachelomonas volvocinopsis Swir., вкачестве абиотических показателей регистрируют среднедекадную температуру воздуха, количество осадков за декаду и прозрачность воды в водоеме, показатель трофности рассчитывают по определенной формуле. При значении показателя трофности, меньшем либо равном 3,6, водоем считают мезотрофным, а при значении показателя трофности более 3,6 - эвтрофным. Применение данного способа позволяет быстро получать объективную и достоверную информацию об экологическом состоянии непроточного пресного водоема на основе ограниченного числа анализов, что значительно уменьшает затраты труда, времени и средств при проведении исследований.
2) Патент. 2008100322 Российская Федерация, МПК A01H 13/00 (2006.01).
Способ определения экологического состояния пресных непроточных водоёмов и водных вытяжек из отходов. [Текст] / Яценко - Степанова Т.Н., Немцева Н.В.,Игнатенко М.Е., Бухарин О.В. ;Заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Институт клеточного и внутриклеточного симбиоза УрО РАН./ - № 2008100322/13, заявл.09.01.2008г.;опубл.10.06.2008г.// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [55].
Способ определения экологического состояния пресных непроточных водоемов по их трофности, предусматривающий регистрацию трех биотических и трех абиотических показателей, расчет показателя трофности и определения экологического состояния водоема по величине показателя трофности, в качестве биотических показателей регистрируют количество водорослей вида Crucigenia tetrapedia (Kirchn.) W. Et G.S. West, Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. var. quadricauda, Trachelomonas volvocinopsis Swir.
3) Патент.2377560 Российская Федерация, МПК G01N 33/18. Способ биотестирования токсичности воды на низших ракообразных животных. [Текст] / Григорьев Ю.С., Шашкова Т.Л.; Заявитель патентообладатель Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Сибирский федеральный университет./ - № 2008128155/13, заявл. 09.07.2008г.; опубл. 08.02.2009г.// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [56].
Изобретение относится к токсикологии и касается определения чувствительности дафний к токсическому действию водорастворимых химических веществ. Способ осуществляют: фиксируют время гибели дафний под действием химического вещества в минутах при изменяющихся по логарифмической шкале с интервалом 0,1 концентрациях (С) в моль/л исследуемого вещества. Способ позволяет оценивать динамику развития токсического эффекта и сравнивать токсическое действие водорастворимых химических веществ в одинаковых концентрациях.
) Патент.2256910 Российская Федерация, МПК G 01 N 33/00, 33/18. Способ определения чувствительности гидробионтов Dapnia magna str к токсическому действию водорастворимых химических веществ. [Текст] / Петров В.В., Подосиновиков Н.П., Долго - Сабуров В.Б.; Заявитель и патентообладатель Государственное учреждение Институт токсикологии Министерств здравоохранения РФ. /- № 2003118544/144, заявл.19.06.2003г.; опубл. 10.03.2004г.// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [57].
Изобретение относится к биотехнологии. Способ относится к способам биотестирования токсичности природных, сточных вод и водных растворов с использованием таких тест -организмов, как низшие ракообразные животные (дафнии, цериодафнии, моины и др.). Оно может быть использовано в экологическом мониторинге загрязнения окружающей среды путем оперативного контроля токсичности природных и сточных вод, а также водных растворов. Способ включает определение показателя смертности рачков в пробах тестируемой воды в отсутствие добавленного корма, находящихся в емкостях, установленных в климатостате с длительностью эксперимента 48 часов, при этом емкости с водой и тест -организмами при проведении биотестирования устанавливают в наклонном положении в кассету, которую вращают со скоростью 5-10 оборотов в минуту. Изобретение позволяет повысить чувствительность и снизить трудоемкость процесса биотестирования воды на низших ракообразных животных.
5) Патент. 2283489 Российская Федерация, МПК G01N33/18. Способ экологической оценки хронической токсичности воды и водных вытяжек отходов. [Текст]/ Ратушняк А.А., Ильясова М.А.; Заявитель и патентообладатель Институт экологии природных систем Академии наук Республики Татарстан./- №2004124342/13, заявл. 09.08.2004г.; опубл. 26.05.2005г.// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [58].
Изобретение относится к биотехнологии, а именно к области охраны окружающей среды. Изобретение осуществляют следующим образом: в течение весеннее - летнего и осенне-зимнего сезонов неоднократно проводят длительное биотестирование на Daphnia magna Straus природной воды, с внесенным поллютантом. При этом вывод о наличии хронического токсического действия делают на основании достоверности различий между показателями выживаемости и репродукции Daphnia magna Straus на природной воде без поллютанта и с поллютантом. Изобретение направлено на повышение точности экотоксилогической оценки потенциальной опасности поллютантов, попадающих в водные объемы для водных организмов, наиболее чувствительных к их действию.
6) Патент. 2007713 Российская Федерация, МПК G01N33/18. Способ определения токсичности водной среды. [Текст]/ Эрнестова Л.С.; Заявитель и патентообладатель Научно-производственное объединение «Тайфун»./-
№ 4952638/04, заявл. 28.06.2001г.; опубл.13.04.2002г.// www.fips.ru <http://www.fips.ru>. [59].
Использование: в физико-химическом анализе, в частности в способе определения токсичности водной среды, водной вытяжки отхода. Сущность изобретения: способ предусматривает введение в анализируемую воду тестирующей смеси, состоящей из лейкоформы красителя трифенилметанового ряда и гликолевого реактива при соотношении, равном (0,5 - 1): (0,0005 - 0,0015). Вода считается токсичной при величине адсорбции выше 0,3 мкг экв/л. Изобретение относится к методам исследования водных объектов с использованием составов для физико-химического анализа и может быть использовано в промышленности, сельском хозяйстве при режимном и санитарном контроле качества воды.
Вывод
Лучшим отечественным аналогом методики биотестирования с использования Daphnia magna и Scenedesmus quadricada является методика в заявке 2377560 [56] Российской Федерации. Данная методика проста в аппаратурном оформлении и позволяет оценивать динамику развития токсического эффекта и сравнивать токсическое действие компонентов водной вытяжки в одинаковых концентрациях. Что позволяет получить наиболее точную информацию для определения класса опасности отхода.
III. АНАЛИТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Характеристика предприятия ЗАО «ТРОЛЗА»
Предприятие ЗАО «ТРОЛЗА» находиться по адресу Саратовская область, г. Энгельс, промзона. Специализация - выпуск троллейбусов, автобусов, запасных частей к троллейбусам. Предприятие расположено на одной площадке в промзоне юго-восточной части г. Энгельса. С западной стороны промплощадка примыкает к территории предприятия ОАО «Роберт Бош - Саратов», с востока граничит с территорией завода спецавтомобилей, 2-й автобазой и УМ-27. На севере и юге площадки расположена жилая зона. Ближайшая жилая зона расположена в северо-западном и южном направлении на расстоянии 30 м от границы предприятия. Расположение промплощадки предприятия представлено на рисунке 3.1.
В соответствии с СанПин 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов» [60] нормативный размер санитарно-защитной зоны на существующее положение СЗЗ принята в размере 100 м (производство машин и приборов электротехнической промышленности при наличии небольших литейных и других горячих цехов) класс IY.
Рельеф площадки и окружающей местности в ровный с небольшим уклоном в юго-восточном направлении.
В районе размещения площадки предприятия отсутствуют территории заповедников, памятники архитектуры и дома отдыха.
.1.1 Сведения об отходах, образующихся в процессе деятельности ЗАО «ТРОЛЗА»
В процессе производственной деятельности, на предприятии ЗАО «ТРОЛЗА» образуются различные виды отходов 1 - 5 класса опасности 47 наименований, которые временно складируются на специально организованных площадках на территории предприятия, с целью дальнейшей передачи отходов лицензированным организациям, осуществляющим сбор, использования, обезвреживания или захоронения отходов.
Суммарное количество отходов предприятия в год составляет, всего - 1666,751т/год. Распределение объем образования по классам опасности представлено в табл. 3.1.
Таблица 3.1
Отходы производственной деятельности предприятия
|
Класс опасности |
Количество |
% от общего |
Количество видов |
|
образующихся отходов, т/год |
количества отходов |
отходов |
|
|
1 класс опасности |
0,659 |
0,04 |
1 |
|
2 класс опасности |
0,419 |
0,03 |
1 |
|
3 класс опасности |
34,708 |
2,12 |
20 |
|
4 класс опасности |
1574,265 |
94,11 |
12 |
|
5 класс опасности |
56,700 |
3,70 |
13 |
|
Всего |
1666,751 |
100 |
47 |
Перечень отходов с кодами по ФККО, классами опасности и их основными свойствами представлен в таблице 3.2
Таблица 3.2
Перечень образующихся отходов
|
№ |
Наименование отходов |
Код по ФККО |
Производство (наименование) |
Количество, т/год |
|
1 класса опасности |
0,659 |
|||
|
1 |
Ртутные лампы, люминесцентные ртутьсодержащие трубки отработанные и брак |
353 301 00 13 01 1 |
Освещение |
0,659 |
|
2 класса опасности |
0,419 |
|||
|
2 |
Кислота аккумуляторная серная отработанная |
521 001 01 02 01 2 |
Замена свинцовых АКБ |
0,419 |
|
3 класса опасности |
34,708 |
|||
|
3 |
Аккумуляторы свинцовые отработанные неразобранные со слитым электролитом |
921 101 02 13 01 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта |
2,121 |
|
4 |
Другие химические отходы (тормозная жидкость отработанная) |
590 000 00 02 07 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта |
0,002 |
|
5 |
Лом и отходы, содержащие сплавы цветных металлов |
354 100 00 01 00 3 |
Производство троллейбусов, ремонт автотранспорта |
6,399 |
|
6 |
Масла индустриальные отработанные |
541 002 05 02 03 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта и оборудования |
5,032 |
|
7 |
Масла моторные отработанные |
541 002 01 02 03 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта |
1,036 |
|
8 |
Масла трансмиссионные отработанные |
541 002 06 02 03 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта |
0,474 |
|
9 |
Масла трансформаторные отработанные, не содержащие галогены, полихлорированные дифенилы и терфенилы |
541 002 07 02 03 3 |
Эксплуатация трансформаторов |
0,060 |
|
10 |
Металлургические шлаки, съемы и пыль (шлак металлургический цветных металлов) |
312 000 00 01 00 3 |
Литейное производство |
3,630 |
|
11 |
Обтирочный материал, загрязненный маслами (содержание масел 15% и более) |
549 027 01 01 03 3 |
Произвыодство троллейбусов, обслуживание а/м и оборудования |
3,544 |
|
12 |
Окалина замасленная (содержание масла 15% и более) |
549 030 01 04 03 3 |
Термическое |
0,025 |
|
13 |
Остатки этиленгликоля |
553 004 01 02 07 3 |
ремонт автотранспорта |
0,148 |
|
14 |
Отходы лакокрасочных средств (отходы JIKM кусковые) |
555 000 00 01 00 3 |
Производство троллейбусов |
0,424 |
|
15 |
Отходы лакокрасочных средств (отходы ЛКМ из гидрофильтров) |
555 000 00 04 01 3 |
Производство троллейбусов |
8,764 |
|
16 |
Отходы негалогенированных органических растворителей |
553 000 00 02 07 3 |
Производство троллейбусов |
0,352 |
|
17 |
Отходы (осадки) от реагентной очистки сточных вод |
945 000 00 04 01 3 |
Гальваническое |
0,173 |
|
18 |
Отходы сложного комбинированного состава в виде изделий, оборудования |
920 000 00 01 03 3 |
ремонт и обслуживание автотранспорта |
0,227 |
|
19 |
Отходы, содержащие медь, несортированные |
353 103 11 01 01 3 |
Производство троллейбусов |
0,456 |
|
20 |
Отходы черных металлов с примесями (тара из-под ЛКМ) |
351 503 00 01 00 3 |
Производство троллейбусов |
0,471 |
|
21 |
Отходы текстолита |
314 023 03 04 03 3 |
Ремонт и обслуживание а/м |
1,260 |
|
22 |
Прочие отходы нефтепродуктов |
549 000 00 02 03 3 |
Ремонт и обслуживание а/м |
0,110 |
|
4 класса опасности |
1574,265 |
|||
|
23 |
Древесные отходы (пыль древесная и стеклопластика |
171 000 00 11 00 4 |
Литейное, теромическое |
7,181 |
|
24 |
Медицинские отходы |
971 000 00 01 00 4 |
Производство троллейбусов |
0,004 |
|
25 |
Медицинские отходы (шприцы отработанные) |
971 000 00 13 00 4 |
Медицинское обслуживание |
0,002 |
|
26 |
Металлические шламы (шлам шлифовальный) |
357 000 00 04 00 4 |
Производство троллейбусов |
1,600 |
|
27 |
Металлургические шлаки, съемы и пыль (пыль ГОУ от дробеметной обработки) |
312 000 00 11 00 4 |
Металлообработка |
30,704 |
|
28 |
Металлургические шлаки, съемы и пыль (шлак металлургический черных металлов) |
312 000 00 01 00 4 |
Литейное |
139,733 |
|
29 |
Прочие твердые минеральные отходы (формовочная смесь отработанная) |
314 000 00 08 00 4 |
Литейное |
4,483 |
|
30 |
Пыль (или порошок) от шлифования черных металлов |
351 503 66 11 00 4 |
Металлообрабатывающее |
4,830 |
|
31 |
Твердые отходы резины |
575 001 00 01 00 4 |
Производство тролеллейбусов, |
0,393 |
|
Продолжение табл. 3.2 |
||||
|
32 |
Текстиль загрязненный (отходы спецодежды) |
582 000 00 01 00 4 |
Все виды работ |
2,953 |
|
33 |
Текстильные отходы и шламы (отходы полировальные) |
581 000 00 01 00 4 |
полировальное |
0,344 |
|
34 |
Эмульсии или эмульсионные смеси для шлифовки металлов отработанные, содержащие масла или нефтепродукты в количестве менее 15% |
544 002 01 06 03 4 |
металлообрабатывающее |
1,469 |
|
5 класса опасности |
56,7 |
|||
|
35 |
Абразивные круги отработанные, лом отработанных абразивных кругов |
314 043 02 01 99 5 |
Металлобрабатывающее |
10,5 |
|
36 |
Обрез натуральной чистой древесины |
171 105 01 01 00 5 |
Деревообрабатывающее |
8,957 |
|
37 |
Опилки натуральной чистой древесины |
171 106 010100 5 |
Деревообрабатывающее |
7,057 |
|
38 |
Остатки и огарки стальных сварочных электродов |
351216 0101 99 5 |
Сварочное |
0,210 |
|
39 |
Отходы бумаги |
187 103 00 01 00 5 |
Делопроизводство |
25,3 |
|
40 |
Отходы (мусор) от уборки территории и помещений культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятий |
912 014 00 0100 5 |
Организация культурно-зрелищных мероприятий |
1,243 |
|
41 |
Отходы полиэтилена в виде лома, литников |
571 029 01 01 99 5 |
Производство изделий из пластмасс |
0,04 |
|
42 |
Отхода твердого акрилонитрилбутадиенстирола (пластик АБС) |
571 036 01 01 00 5 |
Производство троллейбусов |
6,9 |
|
43 |
Отходы твердого полистирола, полистирольной пены или пленки |
571 008 00 01 00 5 |
Производство троллейбусов |
0,056 |
|
44 |
Пищевые отходы кухонь и организаций общественного питания несортированные |
912 010 01 00 00 5 |
Общественное питание |
10,5 |
|
45 |
Шкурка шлифовальная отработанная |
314 043 03 01 99 5 |
Производство троллейбусов |
0,280 |
|
46 |
Электрические лампы накаливания отработанные и брак |
923 101 00 01 99 5 |
Освещение |
2,3 |
|
47 |
Электроды графитовые, отработанные веществами |
314 032 02 13 99 5 |
Литейное |
0,700 |
Вывод
Проведенная инвентаризация предприятия позволила установить, что на ЗАО «ТРОЛЗА» образуются 47 наименований отходов, всех классов опасности. Отход «Гальванические шламы» и отход «Отходы моечных растворов» не внесены в ФККО.
Ряду отходов образующихся в процессе деятельности ЗАО «ТРОЛЗА», присвоен класс опасности отхода выше чем расчетный, так как отсутствует его экспериментальное подтверждение. Это такие отходы как:
· «Металлургические шлаки»- 3класс опасности;
· «Отходы текстолита»- 3 класс опасности;
· «Минеральные отходы» (формовочная земля горелая)- 4 класс опасности;
· «Отходы лакокрасочных средств»- 3 класс опасности.
Выявлены виды отходов, которым присвоен пятый класс опасности согласно ФККО. Так как это не отходы продукции или готовых изделий, для установления класса опасности необходимо его экспериментальное подтверждение. В связи с чем было бы целесообразно провести экспериментальное определение класса опасности отходов «Пищевые отходы кухонь», «Отходы от уборки территории и отходов культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятии».
IV. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
.1 Методика эксперимента
Объекты исследования:
· Отход «Гальванические шламы (шламы зачистки гальванических ванн)»;
· « Отход моечных растворов»;
· «Отход «Металлургические шлаки»;
· «Отходы текстолита»;
· «Металлургические шлаки»;
· «Минеральные отходы» (формовочная земля горелая);
· «Отходы лакокрасочных средств»;
· «Отходы от уборки территории и помещений культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятий»;
· «Пищевых отходов кухонь»
Реактивы:
1)вода дистиллированная (ГОСТ 6709-72);
2) вода питьевая (ГОСТ Р 51232-98);
3) водная вытяжка отходов лакокрасочных средств;
4) водная вытяжка гальванического шлама;
5) водная вытяжка отходов моечных растворов;
6) водная вытяжка металлургические шлаки;
) водная вытяжка минеральных отходов (формовочная земля горелая);
) водная вытяжка отходов текстолита;
) водная вытяжка отходов от уборки территории и помещений культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятий;
) водная вытяжка пищевых отходов кухонь.
Посуда и оборудование:
1) весы лабораторные общего назначения, 4 класса точности, с наибольшим пределом взвешивания 200 г (ГОСТ 24104-2001);
2) пипетки стеклянные объемом 2 см3 с отрезанным и оплавленным концом для пересадки рачков (ГОСТ 29227-91);
) цилиндры вместимостью 25, 50, 100, 1000 см3 второго класса точности (ГОСТ 1770-74);
)стаканы стеклянные лабораторные вместимостью 150, 200, 250, 1000 см3 (ГОСТ 25336-82Е);
) колбы мерные 2-25-2. 2-50-2, 2-100-2 (ГОСТ 1770-74);
) покровные стекла по ГОСТ 6672;
) предметные стекла по ГОСТ 9284;
) весы лабораторные общего назначения по ГОСТ 24104, 2-го класса точности с наибольшей массой взвешивания 200 г;
) камера счетная Горяева по ТУ 42-816;
) микроскоп USB Digital Microscope (20x-800x)с кратностью увеличения 400 раз;
) фотоаппарат Panasonic Lumix DMC-F2.
) климатостат Р-1
4.3 Приготовление водной вытяжки
Водную вытяжку (рис. 4.1) отходов готовили из соотношения твердая фаза: жидкость равного 1:10. В качестве жидкости использовали культивационную воду (допускается использование дистиллированной воды с рН 7,0 - 7,5) [61]. Пробу тщательно перемешивали перекатыванием на гладкой, гибкой и плотной подстилке, затем - совком. Для пробоподготовки пробы отходов требуется 2,5 кг. Общий объем отобранной пробы делили на представительные половины, одну из частей возвращали в сосуд для хранения, оставшуюся часть разрыхляют и тщательно просматривали. В случае обнаружения частиц более 10 мм, их осторожно измельчали с помощью металлического шпателя до размера менее 10 мм. Недопустимо механически размалывать смесь. Затем пробу высушивали до воздушно-сухого состояния. При плохом высыхании отхода экспозицию высушивания увеличивали до 24 часов. После этого пробу сокращали в 3 - 4 раза[62].
Тщательно перемешанную пробу разравнивали на гладкой ровной поверхности на крафт-бумаге, клеенке или полиэтиленовой пленке и с помощью линейки или специальной решетки делили на равные квадраты. Затем из квадратов в шахматном порядке отбирали порции, обеспечивая захват всей толщины слоя, и объединяя порции в пробу с минимальной абсолютно-сухой массой 200 г представительной пробы, которую делили на две части и использовали для биотестирования [63].
.2 Методика определения острой токсичности отходов ЗАО «ТРОЛЗА» тест-объекта Daphnia magna
Для приготовления сред использовали водные вытяжки отходов ЗАО «ТРОЛЗА», на основе которых готовили растворы путем последовательного разбавления отстоянной водопроводной водой. В качестве контроля использовали отстоянную водопроводную воду.
Кормление дафний (рис.4.2) осуществляли суспензиями водорослями Scenedesmus quadricada.
Принцип методики - определение острого токсического действия отходов на тест-объекты [64].
Эксперимент проводится в течение 96 часов, каждые 24 часа должна фиксироваться жизнеспособность дафний. Пробирки находятся в специальном шкафу - климатостате Р-1(рис.4.3) или эквивалентное приспособление, позволяющее поддерживать освещение лампами дневного света от (500-1000) лк, фотопериод (12+12) ч и температуру окружающего воздуха (20 ± 2) °С [65].
Острое токсическое действие отходов на дафний определяли по их смертности (летальности) за определенный период экспозиции. Определение токсичности каждой пробы без разбавления и каждого разбавления проводили в трех параллельных сериях. В качестве контроля использовали три параллельные серии с дистиллированной водой. В стеклянные стаканчики-садки наливали по 50 мл исследуемых растворов. Опыт проводили в трех повторностях (рис 4.4). Для контроля использовали отстоянную водопроводную воду. В каждый стаканчик отсаживали по 10 дафний 6-8-дневного возраста (с длиной тела 3-4 мм), осторожно отобранных стеклянной пипеткой из культуры (рис 4.5). Оставляли дафнии в садке на сутки [64].
Неподвижных особей считали погибшими, если не начинают двигаться в течение 15 секунд после легкого покачивания стакана. Результаты наблюдений заносили в рабочий журнал. Если гибель дафний в контроле превышает 10 %, результаты опыта не учитывают, и он должен быть повторен [64]. После того, как результаты эксперимента учли, все дафнии из стаканов выбрасывали и в каждом стакане проводили измерения рН, температуры, содержания растворенного кислорода с помощью оксиметра. Содержание растворенного кислорода в конце эксперимента должно быть не ниже 2 мг/дм3, рН в диапазоне 7,0 - 8,5. Все отклонения от установленных норм, а также данные по каждой серии разбавлений, исходной воды и контролю также заносили в рабочий журнал и протокол результатов эксперимента [65].
При определении острой токсичности водных вытяжек отходов и их разбавлений устанавливали:
безвредную кратность разбавления водных вытяжек, вызывающую гибель не более 10 % тест-объектов за 96-часовую экспозицию (БКР10-96) [66].
Для определения острой токсичности исследуемых вод, водной вытяжки рассчитывают процент погибших в тестируемой воде дафний (А, %) по сравнению с контролем по формуле 4.1[66]:
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100%, (4.1)
где Хк - количество выживших дафний в контроле; Хт - количество выживших дафний в исследуемой воде.
При А ≤ 10 % водная вытяжка не оказывает острого токсического действия (безвредная кратность разбавления). При А ≥ 50 % водная вытяжка оказывает острое токсическое действие (средняя летальная кратность разбавления) [67].
Через 1-2 мин подсчитывают водоросли в пяти больших квадратах, расположенных по диагонали сетки счетной камеры, или в 25 больших квадратах всей камеры при малой плотности водорослей. Из каждой колбы подсчет проводят не менее трех раз.
.4 Обсуждение результатов
«Отходы текстолита»
Определение класса опасности «Отходы текстолита» (рис 4.6) методом биотестирования проводился согласно методике ФР.1.39.2007.03222 [16]. При БКР10-96 1, что соответствует 5 классу опасности, ни один рачок не выжил. В соответствии с табл.1.5, проверяем отход на соответствие 4 классу опасности БКР10-96 100, при этом выжили все 10 тест-объектов. Следовательно, отход соответствует 4 классу опасности, установим безвредную кратность разбавления. В результате последовательных опытов, было установлено, что БКР10-96 равно 4, так как при БКР10-96 равной 2 погибло 2 рачка на 3 сутки начала эксперимента, а при БКР10-96 равным четырем ни один рачок не погиб. Результаты биотестирования представлены в таблице 4.1.
Таблица 4.1
Результаты биотестирования «Отходы текстолита»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест - объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков, шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
2 |
0 |
0 |
2 |
0 |
10/8 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
|
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
А= (Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-8)/8•100%=25% (4.1)
Степень токсичности - 25 %, поэтому отход малотоксичен и относятся к отходам 4 класса опасности. Оформлен протокол биотестирования (приложение П1).
«Отходы лакокрасочных средств»
Определение класса опасности «Отходы лакокрасочных средств» по методике ФР.1.39.2007.03222 [16] показало, что при БКР10-96 равным 1, что соответствует 5 классу опасности, ни один рачок не выжил. В соответствии с табл.1.5,проверяем отход на соответствие 4 классу опасности БКР10-96 равной 100, при этом погибло 2 тест-объектов, БКР10-96 равной 1000 выжили все тест-объекты. Следовательно, отход соответствует 3 классу опасности, установим безвредную кратность разбавления. В результате последовательных опытов, было установлено, что БКР10-96 равно 124, так как при БКР10-96 равной 100 погибло 2 рачка на 3 сутки начала эксперимента, а при БКР10-96 равным 124 ни один рачок не погиб. Результаты биотестирования представлены в таблице 4.2.
Таблица 4.2
Результаты биотестирования«Отходы лакокрасочных средств»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест - объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков, шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
<100 |
0 |
0 |
2 |
1 |
10/7 |
|
124 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
|
<1000 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-7)/7*100%=42% (4.1)
Коэффициент А равен 42%,то согласно методике [16] «Отходы лакокрасочных средств» - умеренно токсичны и относятся к отходам 3 класса опасности. Оформлен протокол биотестирования (приложение П2)
«Металлургические шлам»
Как видно из данных эксперимента. водная вытяжка из отхода (рис.4.7.) не оказывает острого токсичного действия на тест-объекты. При БКР10-96 равным 1, что соответствует 5 классу опасности, ни один рачок не выжил. В соответствии с табл.1.5,проверяем отход на соответствие 4 классу опасности БКР10-96 равной 100, при этом все дафнии выжили. Определяем безвредную кратность разбавления. В результате последовательных опытов, было установлено, что БКР10-96 равно 2, так как при БКР10-96 равной 1 погибло все рачки, а при БКР10-96 равным 100 ни один рачок не погиб. Результаты биотестирования представлены в таблице 4.3. Следовательно, отход соответствует 4 классу опасности.
Таблица 4.3
Результаты биотестирования «Металлургические шлам»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков шт, контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
0 |
0 |
2 |
10 |
10/8 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
|
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
А= (Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-8)/8•100%=25% (4.1)
Так как степень токсичности равна 25 % отход малотоксичен (безвредная кратность разбавления равна 2) и относится к 4 классу опасности. Оформлен протокол биотестирования (приложении П3).
«Минеральные отходы (земля формовочная горелая)»
Результаты биотестирования отхода «Минеральные отходы (земля формовочная горелая)» (рис 4.8) представлены в таблице 4.4 (протокол биотестирования представлен в приложении П4). При БКР10-96 равной 100 все 10 дафний выжили, следовательно, согласно методике [16] отход относится к 4 классу опасности. Методом последовательно разбавления раствора водной вытяжки рассматриваемого отхода определим безвредность кратность разбавления.
При БКР10-96 равной 2 погибло 2 дафнии на четвертые сутки, при БКР10-96 равной 4 выжило девять тест-объектов.
Таблица 4.4
Результаты биотестирования«Минеральные отходы (земля формовочная горелая)»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков, шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
100 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/8 |
|
2 |
0 |
0 |
0 |
1 |
10/9 |
|
4 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-9)/9•100%=11% (4.1)
Так как степень токсичности - 11%, то согласно методике (П1) отход малотоксичен. Биотестирование показало, что водная вытяжка из отхода не оказывает острого токсичного действия на тест-объект и относится к отходам 4 класса опасности на основании Приказа МПР России №511 от 15 июня 2001г.
«Отход моечных растворов»
Результаты биотестирования данного отхода представлены в таблице 4.5. При БКР10-96 равной 1 погибли все рачки, при БКР10-96<100 (что соответствует 4 классу) так же погибли все рачки, при БКР10-96 равной 200 погибло только 3 рачка, при БКР10-96 равной 250 ни одна дафния не погибла. Так как 250< 1000 в соответствии с таблицей 1.5 отход 3 класса опасности.
Таблица 4.5
Результаты биотестирования отхода «Отход моечных растворов»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков, шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
<100 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
200 |
0 |
2 |
1 |
0 |
10/7 |
|
250 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
|
< 1000 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
А= (Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-7)/7•100%=42% (4.1)
На основании расчитывано коэффиента токсической опасности отход считается умеренно токсичным и относится к отходам 3 класс. Оформлен протокол биотестирования (приложение П5).
«Гальванические шламы»
Результаты биотестирования отхода «Гальванические шламы» (рис.4.9), представлены в таблице 4.6. При БКР10-96 равной 1 (5 класс) погибли все рачки, при БКР10-96<100 (что соответствует 4 классу) так же погибли все рачки, при БКР10-96 равной 1250 погибло 7 тест-объектов, БКР10-96 равной 1460 выжили все дафнии.
Таблица 4.6
Результаты биотестирования отхода «Гальванический шлам»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков,шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
<100 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
<1000 |
10 |
10 |
10 |
10 |
10/0 |
|
1250 |
4 |
2 |
1 |
- |
10/3 |
|
1460 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
.
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-3)/3•100%=233% (4.1)
Так как рассчитанный коэффициент А соответствует острой токсичночти, отходу присвоен 2 класс опасности Оформлен протокол биотестирования (приложение П6)
«Отходы от уборки территории и помещений спортивных учреждений и зрелищных мероприятий»
Результаты биотестирования отхода «Отходы от уборки территории и помещений спортивных учреждений и зрелищных мероприятий» представлены в таблице 4.7 (протокол биотестирования протокол П7 ). Эксперимент показал, что водная вытяжка из отхода не оказывает острого токсичного действия на тест-объекты. БКР10-96 равна 1,ни один тест-объект не погиб.
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-10)/10•100%=0 (4.1)
Отход нетоксичен (безвредная кратность разбавления равна 1) и относится к отходам 5 класса опасности на основании Приказа МПР России №511 от 15 июня 2001г.
Таблица 4.7
Результаты биотестирования отхода «Отходы от уборки территории и помещений спортивных учреждений и зрелищных мероприятий»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
«Пищевые отходы кухонь»
Результаты биотестирования представлены в приложении П8 (протокол биотестирования П8). Биотестирование показало, что водная вытяжка из отхода не оказывает острого токсичного действия на тест-объекты. БКР10-96 равна 1, ни один тест-объект не погиб (табл. 4.8).
А= ( Хк - Хт)/ Хк •100% = (10-10)/10•100%=0 (4.1)
Отход нетоксичен (безвредная кратность разбавления равна 1) и относится к отходам 5 класса опасности.
Таблица 4.8
Результаты биотестирования отхода «Пищевые отходы кухонь»
|
Кратность разбавления |
Количество погибших тест -объектов за единицу времени |
Выжили из 10 рачков,шт контроль/раствор |
|
24ч |
48ч |
72ч |
96ч |
||
|
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
10/10 |
Вывод
Данные, проведенного биотестирования позволили понизить класс опасности с третьего на четвертый следующих видов отходов, образующихся в процессе производственной деятельности ЗАО «ТРОЛЗА»: «Отходы текстолита» »(БКР10-96 равна 4); «Металлургические шлаки» »(БКР10-96 равна2).
На основании экспериментальных данных, были установлены классы опасности для отходов, не вошедших в ФККО. Отходу «Гальванический шлам» присвоен второй класс опасности (БКР10-96 равна 1460), для отхода «Отход моечных растворов» БКР10-96 равна 250 присвоен третий класс опасности.
Анализ полученных данных позволил подтвердить отнесение отходов «Пищевые отходы кухонь»(БКР10-96 равна 1) и «Отходы от уборки территории и помещений культурно-спортивных учреждений и зрелищных мероприятий» »(БКР10-96 равна 1) к пятому классу опасности.
V. ЭКОНОМИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
.1 Расчет платы за размещение отходов в окружающей природной среде
Размер платы за размещение отходов в пределах установленных природопользователю лимитов определяется путем умножения соответствующих ставок платы с учетом вида размещаемого отхода (нетоксичные, токсичные) на массу размещаемого отхода и суммирования полученных произведений по видам размещаемых отходов [68].
Пл отх = Si отх Cлi отх· (5.1.)
при Si отх ≤Sлi отх,
где Пл отх- размер платы за размещение i-го отхода в пределах установленных лимитов (руб);
Cлi отх- ставка платы за размещение 1 тонны i-го отхода в пределах установленных лимитов (руб);
Si отх- фактическое размещение i-го отхода (т, куб. м);
i- вид отхода (i=1,2,3,….n);лi отх- годовой лимит на размещение i-го отхода (т, куб.м);
Cлiотх = Нблi отх·Кэ ·Кип·Км (5.2.)
где:
Нблi отх- базовый норматив платы за 1 тонну размещаемых отходов в пределах установленных лимитов (руб);
Кэ - коэффициент экологической ситуации и экологической значимости почв в данном регионе;
Кип- индекс платы;
Км - коэффициент места размещения [68].
Как уже отмечалось выше современная система управления процессами природопользования включает экономический механизм охраны окружающей среды, одним из ключевых элементов которого являются платежи за негативное воздействие на ОПС. Для предприятия, как источника образования отходов, не мало важное значение играет класс опасности отхода, так как разница в платежах между классами значительна. Определяя правильно класс опасности отхода, предприятие уменьшает размер ежеквартальных платежей за негативное воздействие на ОПС.
Таблица 5.1
Расчет платы за размещение отходов в ОПС при отсутствии подтверждения класса экспериментальным методом. Расчетный период 2011 год
|
Наименование отхода |
Класс опасности |