Разработка альгоудобрения на основе процессов комплексной конверсии фосфоросодержащих отходов г.Шымкент
ВВЕДЕНИЕ
Проблема утилизации минеральных и техногенных отходов является одной из актуальных экологических проблем современности. В настоящее время Республика Казахстан является одной из сторон Базельской конвенции о контроле за трансграничной перевозкой опасных отходов и их удалением, стокгольмской конвенции о стойких органических загрязнителях, Роттердамской конвенции о процедуре предварительного обоснованного согласия в отношении ряда опасных химических веществ и пестицидов в международной торговле. Постепенно принимаются меры по безопасному складированию и утилизации твердых бытовых отходов по всей территории Казахстана. Но, помимо твердых бытовых отходов имеются и техногенные отходы после добычи и переработки полезных ископаемых. Статистические данные показали, что объем образованных опасных отходов в 2018 г. по сравнению с 2017 г. увеличился на 23 088,1 тыс т, а в 2019 г еще на 30 544,35 тыс т. Объем образованных неопасных отходов за 2019 г. увеличился на 57 302,55 тыс т по сравнению с 2017 г. [1] . Основные отрасли, формирующие опасные и неопасные отходы за 2019 г. – горнодобывающая и обрабатывающая промышленности, которые образовали опасных отходов -131 203,75 тыс т, неопасных отходов -318 683,45 тыс т. Общий объем образованных опасных отходов в Туркестанской области в 2019 г составил 124345,6 т, неопасных отходов -206 111,2 т. Известны различные технологии переработки твердых и жидких отходов [2], но наиболее перспективными методами являются биотехнологические, основанные на жизнедеятельности различных биологических объектов.
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………….. 8
1 Аналитический обзор ………………………………………………… 11
1.1 Альгофлора морских и пресноводных водоемов ………………. 11
1.2 Особенности разработки биопрепаратов для повышений урожайности истощенных почв ……………………………………… 14
1.3 Особенности биоконверсии отходов для промышленного культивирования водорослей ………………………………………… 21
2 ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ …………………………. 27
2.1 Объекты исследования ………………………………………….. 27
2.2 Методы исследования ……………………………………………. 32
3 Результаты исследования и их обсуждение…………………………. 36
3.1 Закономерность распространения зеленых микроводорослей в малых реках Туркестанской области, перспективных для использования в биоудобрении………………………………………… 36
3.1.1 Выделение активных штаммов зеленых микроводорослей ……………………………………………………………………………. 52
3.1.2 Характеристика активных штаммов зеленых микроводорослей …………………………………………………….. 56
3.2 Подбор состава альгоудобрения и оптимальных факторов культивирования зеленых микроводорослей на фосфорсодержащих отходах г.Шымкент ………………………… 61
3.2.1 Влияние различных факторов на оптимизацию процесса культивирования микроводорослей ………………………………. 70
3.3 Влияние альгоудобрения «ФосфИТА» на морфометрические характеристики фито-тест-культур ………. 74
3.4 Разработка Технологической схемы производства альгоудобрения на основе фосфорсодержащих отходов г.Шымкент ……………………………………………………………. ……………… 92
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………………………. 100
Библиографическое описание. Общие требования и правила составления.
ГОСТ 7.32-2001 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Отчет по научно-исследовательской работе. Структура и правила оформления.
ГОСТ 7.9-95 Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Реферат и аннотация. Общие требования.
ГОСТ 8.315-97. Государственная система обеспечения единства измерений. Стандартные образцы состава и свойства веществ и материалов. Основные положения.
СТ РК 1037-2001Дело производство и архивное дело. Термины и определения
СТ РК 1042-2001 Организационно распорядительная документация. Требования к оформлению документов
СТ РК ИСО 14001-2006Системы экологического менеджмента. Требования и руководство по применения – Введен взамен СТ РК ГОСТ Р ИСО 14001-2000
ISO 14000 (ГОСТ Р ИСО 14001-2007) - защита окружающей среды от воздействия внешних хозяйственных факторов и улучшение экологической обстановки при одновременном увеличении объемов производства, снижении расходов сырья и материалов, экономии энергоресурсов, улучшении качества продукции.
ISO 14001:2004 (ГОСТ Р ИСО 14001-2007) «Системы управления окружающей средой. Требования и руководство по применению»
СТ РК ГОСТ Р 51592-2003 Вода. Общие требования к отбору проб
ГОСТ 3885-73 Реактивы и особо чистые вещества. Правила приемки, отбор проб, фасовка, упаковка, маркировка, транспортирование и хранение
ГОСТ 4517-87Реактивы. Методы приготовления вспомогательных реактивов и растворов, применяемых при анализе
Культивирование водорослей производилось в стерильном боксе на твердых питательных средах Майерса и Прата. Инкубация посева, произведенного на жидкую питательную среду, осуществлялась на световых стеллажах (№ ГС-1/80 СПУТУ 9452-002-00141798-97) при температурном режиме +23+25 0C. Накопительная культура микроводорослей выращивалась на световых стеллажах в пластиковой посуде, объемом 5 литров, при температуре 23-25 0C с постоянной аэрацией. Содержание в водной среде ионов Pb2+,Cd2+, Cu2+, Zn2+ определяли на комплексе СТА – 1, по методу инверсионной вольтамперметрии и атомно-адсорбционному методу на спектрофотометре ААS 1. Ионы хлоридов, сульфатов, нитратов и нитритов фотоколориметрическим методом на фотомере КФК -3-01-ЗОМЗ и ионометрическим методом на иономере И-500. Подготовка процентных суспензий проводилось согласно ГОСТ 4517-87. Были подготовлены 5,0%, 10,0 %, 15,0% и 20,0% суспензии шлака и шлама, в которых в течении 7 суток культивировали штаммы микроводорослей. В исследованиях использовались оригинальная и модифицированная среда Прата с добавлением фосфорсодержащих отходов (10 г фосфорсодержащих отходов было добавлено вместо 10 г калия фосфорнокислого двузамещенного по традиционному рецепту). Культивирование проводилось в течение 7 суток при температуре +230С с 12-ти часовым световым днем.Для посева тест-растений использовали одноразовые пластиковые стаканы с 50 г стерильного вспученного вермикулита, куда высаживались откалиброванные семена тест-растений, инокулированные хлореллой. Для поддержания влагообмена стаканы плотно закрывали пленкой.Морфометрические данные: длина растений, стебля и корней; показатели массы измеряли линейкой и на аналитических весах. Количество листьев на всходах подсчитывались визуально.Качественный состав липидных экстрактов микроводорослей проводили методом тонкослойной хроматографии (ТСХ) с применением гексаг-этиловый эфируксусная ксилота (80:20:1) в качестве элюента. Анализ состава липидов проводили методом ГХ/МС на приборе Agilent 7000B в Департаменте химии Познаньского университета им.А.Мицкевича.Статистическая обработка полученных результатов проводилась вычислением среднего арифметического значения и величины стандартного отклонения при 0,95>Р>0,80. Все определения проводились в 3-х и 5-ти кратной повторности. Данные обрабатывались с помощью персонального компьютера IBM “Pentium” на базе пакетов прикладных программ “Excel”.