Page 311 - Technogenic_Ils_Yanin

зия растворенных газов, образование и конвекция газовых пузырьков, транспорт газов через выс-
шую водную растительность [876]. Для рек, очевидно, наибольшее значение имеют первые два
механизма.
Важную роль в образовании газов в донных отложениях, обогащенных органическими ве-
ществами, играет микробное сообщество [294, 295, 1044]. Согласно [877], в отложениях, бедных
кислородом и богатых органикой (каковыми я являются техногенные илы, особенно в местах сво-
его наибольшего скопления), создаются идеальные условия для анаэробного бактериального раз-
ложения органического вещества. Метанобразующие бактерии являются высокоспециализирован-
ной группой облигатно-анаэробных микроорганизмов, представители которой получают энергию
для роста в процессе образования метана из ограниченного набора субстратов, включающего Н2 +
СО2, формиат, ацетат, метанол и метилированные амины. Такие бактерии широко распространены
в анаэробных зонах водоемов (в основном локализованы в иловых отложениях), в затопляемых
почвах, в метантенках. Водные микроорганизмы цикла азота подразделяют на четыре основные
физиологические группы: аммонифицирующие (деятельность которых сопровождается образова-
-
нием аммиака NH3), денитрофицирующие (N03 ), нитрифицирующие (N2O, N2) и азотфиксирую-
щие (NH3).
Возникновение в техногенных илах глеевой и тем более сероводородной обстановки интен-
сифицирует процессы метанообразования и денитрификации с образованием газообразного азота.
Природные воды содержат метан разного генезиса и одновременно являются средой, где происхо-
дит его продукция и деструкция. Между донными отложениями, водной тощей и атмосферой про-
исходит постоянный газообмен, который регулируется различными факторами и процессами.
Наряду с образованием метана in situ он может поступать водотоки с болотными водами, хозяй-
ственно-бытовыми, промышленными и сельскохозяйственными сточными водами. Это приводит к
существенному возрастанию содержания газа в воде на загрязненных участках по сравнению с
естественным фоном.
Согласно [656], распад органического вещества (в условиях метантенков, что, очевидно, в
определенной мере отвечает ситуации, характерной для участков значительного накопления тех-
ногенных илов) осуществляется в две фазы. Первая фаза характеризуется образованием жирных
кислот (муравьиной, уксусной, масляной и др.), углекислоты, спиртов, аминокислот, аммиака, се-
роводорода и др. Во время протекания второй фазы кислоты разрушаются, происходит выделение
углекислоты, метана, в небольших количествах водорода и оксида углерода. Авторы цитируемой
работы считают, что если известен состав органических (газообразующих) компонентов (жиров,
белков и углеводородов) отложений (для метантенков – осадков сточных вод), то может быть
установлен удельный выход газа из распавшегося органического материала (табл. 302). Как ви-
дим, в данном случае интенсивно образуется метан и диоксид углерода.

Таблица 302. Состав и интенсивность газообразования в осадках метантенков [656]
Газообразую- Выход газа на 1 г рас- Состав Средняя плотность Распад
щие павшегося вещества газа газа, г/л вещества,
о
компоненты л г СН4 СО2 при 0 С при 20 С %
о
Жиры 1,25 1,41 68 32 1,13 1,05 70
Углеводы 0,79 1,06 50 50 1,347 1,25 64
Белки 0,704 0,76 71 29 1,08 1,01 47

Исследования последних лет показали, что в биогаз метантенков наряду с его целевыми го-
рючими составляющими (метан и другие углеводороды) переходят некоторые загрязняющие ве-
щества [321]. Так, при мезофильно-термофильном сбраживании осадков на станции биологиче-
ской очистки коммунальных (60%) и производственных стоков в проанализированных пробах га-
3
зовой фазы метантенков выявлено 1–100 мкг/м мышьяка и сурьмы, по 10–1000 мг/м ртути, тел-
3
лура, свинца, олова. Эти металлы в основном представлены ди-, три- и тетра-метилированными
соединениями, типичными для процесса гниения органики. Выявленные концентрации много-
кратно превышают ПДК рассматриваемых соединений. Характер загрязнений определяется нали-
чием аммиака и сероводорода. Их концентрации, превышающие ПДК, при неблагоприятных ме-

311