НИКЕЛЬ В СТОЧНЫХ ВОДАХ ЦЕХОВ ПРЕДПРИЯТИЙ

Источником промышленного загрязнения сточных вод могут являться:

• гальваника, предприятия цветной металлургии;
• металлообрабатывающая и химическая промышленность;
• заводы синтетического каучука
• никелевые обогатительные фабрики.

При производстве машиностроительной продукции многие предприятия для повышения коррозионной стойкости и улучшения внешнего вида металлических деталей наносят на них гальванические покрытия из водных растворов или расплавов солей металлов.

Воздействие на окружающую среду гальванического производства в значительной степени зависит от организации водного хозяйства, эффективности работы очистных сооружений и использования, образующихся в процессе производства осадков и шламов. В гальваническом производстве неизбежно образуются токсичные сточные воды, которые необходимо обезвреживать.

Гальваническое производство функционирует более чем на 250 предприятиях. Наибольшее распространение получили цинковые, никелевые, фосфатные, хромовые, медные и другие покрытия. В общем объеме производства гальванических покрытий более 80 % занимает цинкование как наиболее дешевый и надежный способ защиты от коррозионного разрушения металлических конструкций.

Гальванические (электрохимические) покрытия являются одним из самых распространенных методов защиты изделий от коррозии, придания им необходимых эксплуатационных характеристик и декоративных свойств. Гальванические технологии широко применяются в машиностроении, приборостроении, авиационной, электронной и радиотехнической промышленности, в других областях. Выбор способа нанесения гальванопокрытия определяется его видом и толщиной, требованиями к свойствам, размерами и формой обрабатываемых деталей, а также применяемыми подготовительными и заключительными операциями обработки.

В процессах обработки поверхности с целью придания ей антикоррозионных и декоративных свойств используются разнообразные реагенты, содержащие тяжелые металлы. Они входят в состав побочных продуктов этого производства -твердых и жидких отходов, сточных вод, выбросов в атмосферу. Также все гальванотехнические процессы сопряжены с большим водопотреблением, а следовательно, и с большим количеством образующихся сточных вод. В результате предприятия, в составе которых функционируют гальванические цехи (участки), являются основными источниками поступления токсичных тяжелых металлов в водные объекты. При этому установленные нормативы допустимых концентраций по ионам тяжелых металлов для сточных вод, отводимых в канализационные сети, часто не выполняются, что затрудняет работу городских очистных сооружений. При очистке сточных вод гальванических производств на локальных очистных сооружениях образуются осадки, которые относятся к отходам 3-4 классов опасности. В процессе применения технологических растворов образуются шламы, которые практически не используются и хранятся на площадках предприятий. Поэтому контроль содержания металлов в сточных водах гальванических цехов является актуальным на сегодняшний день.


Сточные воды гальванических производств содержат такие металлы, как хром, никель, свинец, медь, кадмий, цинк, олово и др. Длительное их поступление в организм с водой или пищей даже в незначительных дозах приводит в результате накопления в органах и тканях к нарушению функционирования центральной нервной системы, внутренних органов, эндокринной системы и других жизненно важных систем организма. Драгоценные металлы извлекают из отработанных катализаторов для повторного использования, а большинство наиболее часто используемых в катализаторах металлов, среди которых и такие дорогостоящие, как никель, кобальт, медь, хром, повторно не используется. Этому препятствует главным образом присутствие в отработанном катализаторе органических остатков. Хотя удаление органических остатков удорожает процесс извлечения металлов, его необходимо проводить, так как в противном случае нарушается технология разделения металлов и загрязняются сточные воды.

Отрицательное влияние никеля на организм:
- Нарушаются биохимические процессы на клеточном и субклеточном уровнях;
- Вызывает рак легкого и желудка;
- Отрицательное действие на сердечно-сосудистую систему;
- Канцероген;
- вызывает респираторные заболевания.

Присутствие никеля в природных водах обусловлено составом пород, через которые проходит вода: он обнаруживается в местах месторождений сульфидных медно-никелевых руд и железоникелевых руд. В воду попадает из почв и из растительных и животных организмов при их распаде. Повышенное по сравнению с другими типами водорослей содержание никеля обнаружено в сине-зеленых водорослях. Соединения никеля в водные объекты поступают также со сточными водами цехов никелирования, заводов синтетического каучука, никелевых обогатительных фабрик. Огромные выбросы никеля сопровождают сжигание ископаемого топлива. Концентрация его может понижаться в результате выпадения в осадок таких соединений, как цианиды, сульфиды, карбонаты или гидроксиды (при повышении значений рН), за счет потребления его водными организмами и процессов адсорбции. В поверхностных водах соединения никеля находятся в растворенном, взвешенном и коллоидном состоянии, количественное соотношение между которыми зависит от состава воды, температуры и значений рН. Сорбентами соединений никеля могут быть гидроксид железа, органические вещества, высокодисперсный карбонат кальция, глины. Растворенные формы представляют собой главным образом комплексные ионы, наиболее часто с аминокислотами, гуминовыми и фульвокислотами, а также в виде прочного цианидного комплекса. Наиболее распространены в природных водах соединения никеля, в которых он находится в степени окисления +2. Соединения Ni3+ образуются обычно в щелочной среде. Соединения никеля играют важную роль в кроветворных процессах, являясь катализаторами. Повышенное его содержание оказывает специфическое действие на сердечно-сосудистую систему. Никель принадлежит к числу канцерогенных элементов. Он способен вызывать респираторные заболевания. Считается, что свободные ионы никеля (Ni2+) примерно в 2 раза более токсичны, чем его комплексные соединения. В речных незагрязненных и слабозагрязненных водах концентрация никеля колеблется обычно от 0,8 до 10 мкг/дм3; в загрязненных она составляет несколько десятков микрограммов в 1 дм3. Средняя концентрация никеля в морской воде 2 мкг/дм3, в подземных водах - n·103 мкг/дм3. В подземных водах, омывающих никельсодержащие горные породы, концентрация никеля иногда возрастает до 20 мг/дм3.