Фильтрат это что: Недопустимое название — Викисловарь

ФИЛЬТРАТ — это… Что такое ФИЛЬТРАТ?

фильтрат — это… Что такое фильтрат?

Обустройство мест захоронения бытовых отходов

Обустройство мест захоронения бытовых отходов

В современном коммунальном хозяйстве предус­мотрен целый комплекс мероприятий по сбору, пере­работке, утилизации и захоронению бытовых отхо­дов. Действия по управлению отходами включают сортировку мусора, переработку части бытовых от­ходов, компостирование, сжигание отходов, а также глубокое их преобразование. В конечном итоге все эти меры должны способствовать уменьшению коли­чества отходов, подлежащих захоронению.

Мусороперерабатывающих предприятий в Украи­не — единицы. В основном твердые бытовые отходы захораниваются в лучшем случае на «санитарных» полигонах, в худшем — на мусоросвалках.

Полигоны ТБО — это оборудованные сооруже­ния, в основном — в специально устроенных выемках, котлованах или карьерах, где складируются бытовые отходы. Мусор, доставляемый на полигоны автотран­спортом, равномерно распределяется по поверхности, уплотняется, а образованные таким образом толщи перекрываются слоями глины, мергеля, песка. По­лигон разбивается на участки (очереди) по порядку эксплуатации. Вначале отрабатывается один участок, затем он перекрывается слоем песчано­глинистого ма­териала, а отходы складируются на очередном участке и так далее. При этом дно выемки со временем запол­няется, но по принятым у нас нормам эксплуатация полигона не прекращается. В результате вырастает настоящая гора из мусора — примерами могут быть Ялтинский полигон ТБО в районе Гаспры, Луганский, Мариупольский полигоны.

Необорудованный полигон ТБО — городская свалка Балаково (Саратовская область, РФ). Космоснимок QuickBird

Полигон ТБО в Гаспре (Большая Ялта)

Понятно, что накопленные объемы отходов пред­ставляют серьезную опасность для окружающей сре­ды. Загрязняются практически все компоненты гео­систем — поверхностные и подземные воды, почвы, биота, воздушный бассейн. Особую опасность пред­ставляет собой фильтрат. Фильтрат — это весьма токсичная жидкость, насыщенная микроорганизмами, содержащая кислоты, соли тяжелых металлов, продукты гниения, которая образуется при просачи­вании сквозь слои мусора дождевых, талых вод, при орошении (применяемого, в частности, для предот­вращения пожаров). Попадание фильтрата в поверх­ностные и подземные воды чревато серьезными по­следствиями.

Настоящим бедствием для полигонов ТБО явля­ются пожары. Иногда очень сложно ликвидировать тление мусора, которое может продолжаться неделю и больше.

На полигонах отходы утилизируются согласно технологическим нормам, принимаются меры по ути­лизации фильтрата, борьбе с возгоранием мусора и т. п. Устройство и функционирование этих объектов должно производиться в соответствии с Санитарны­ми нормами и правилами (в частности Санитарными правилами устройства и содержания полигонов для твердых бытовых отходов № 2811­83) и ДБН (В.2.4­2­2005. «Полигоны твердых бытовых отходов»). Украине стоит перенимать передовой европейский опыт по ор­ганизации санитарных полигонов. Европейские стандарты сооружения хранилищ ТБО предусматривают двухступенчатую гидроизоляцию, устройство сборных емкостей для фильтрата, утилизацию биогаза, об­разующегося в толще мусора, постоянный мониторинг вод и атмосферы в радиусе до 20 км от полигона. Не говоря уже о том, что на полигон в 80% случаев поступает отсортированный мусор, из которого извлечены компоненты, пригодные для вторичной переработки, и токсичные элементы.

Гораздо большую опасность для окружающей сре­ды и населения представляют мусоросвалки, то есть места для вывоза бытовых отходов, где не применя­ются особые меры по утилизации отходов. Мусоро­свалки имеются практически около каждого города или поселка в нашей стране, небольшие собственные свалки — почти у каждого села.

Особенно характерное, к сожалению, явление для Украины и многих постсоветских стран — стихийные, несанкционированные свалки около городов, сел, дачных поселков, крупных строек, устраиваемые в лесных массивах и лесополосах, в оврагах, карьерах, около заброшенных сооружений. Иногда размеры этих стихийных свалок значительны и превышают площади землеотводов под санкционированные му­соросвалки. На окраинах отдельных городов, вблизи дачных поселков, баз отдыха насчитывается с десяток стихийных свалок. Некоторые из них иногда горят, некоторые размываются временными водными потоками, во многих местах лес или лесополосы существенно замусорены. Ну и, наконец, иногда появляются данные о крупных несанкционированных свалках, которые являются «бесплатной альтерна­тивой» санитарным полигонам, на которые бытовые и строительные, а то и промышленные отходы вывозятся автотранспортом в больших объемах.

Идея работ по мониторингу свалок дистанционными средствами и ее реализация

Получены важные практические результаты, пока­зывающие эффективность применения данных ДЗЗ, в частности космических снимков высокого (2–10 м) и сверхвысокого (0,5–2 м) разрешения, для мониторин­га как полигонов ТБО, так и мусоросвалок, для вы­явления стихийных свалок, а также для изучения со­стояния территории вокруг этих объектов.

Первые опытно-­методические исследования в Украине в этом направлении выполнены в 2007 г. в ГНПЦ «Природа» В. С. Готыняном, М. В. Аристовым, О. В. Томченко и Л. И. Миколенко. Работы выполнялись с использованием материалов съемок 1986–1989 гг. (по­лученных с аппаратов «Ресурс», камера КФА­1000) из архивов центра «Природа», а также снимков QuickBird, на территории Киевской области. Многие признаки, по которым распознаются свалки на космических сним­ках КФА­1000 и QuickBird, были определены О. В. Том­ченко и Л. И. Миколенко, а идея анализа геодинамики в районе расположения полигонов бытовых и про­мышленных отходов принадлежит В. С. Готыняну.

Автор продолжил работы по изучению и кар­тографированию свалок, в том числе стихийных, в 2008–2009 гг. в компании «Институт прикладной географии» (I-AG.Ukraine). Исследования выполнялись уже с применением количественных методов интерпретации данных ДЗЗ. Кроме того, были выполнены обзорные работы по территории не только Киевской области, а и пяти других областей Украины и АР Крым. В нынешнем году Институт планирует выполнить исследования по мониторингу участков захоронения бытовых отходов и выявлению незаконно устроенных мусоросвалок на территории соседних стран, в частности России, Венгрии, Румынии и Болгарии. Начиная с 2008 года основным материа­лом для исследований являются космические снимки QuickBird и IKONOS, а также IRS-1C/1D. Далее в статье приводятся результаты этих работ.

Некоторые особенности дешифрирования: бытовые отходы лучше выявляются качественными, а строительные — количественными методами

Японские специалисты (C. Оши, Я. Яцуока, М. Та­мура), работающие над выявлением нелегальных сва­лок промышленных отходов, для обнаружения отходов по яркостным признакам используют нормированные спектральные индексы — NDVI и VSW. При этом они не используют снимки высокого пространственного разрешения — лишь данные с ASTER и Landsat-7, об­следуя подозрительные участки с самолетов.

Мы вычисляли нормированные спектральные индексы, используя данные мультиспектральной съемки, полученные со спутников серии IRS. Были выделены в основном крупнейшие полигоны скла­дирования отходов, большая часть которых известна и хоть в какой­-то степени контролируется органами экологического надзора.

Автор предлагает другой подход. Отходы, особенно строительные, имеют очень характерные спек­тральные свойства. Альбедо смеси бетонных облом­ков, ломаного кирпича, жести, стекла и цементной пыли мы, основываясь на эмпирических данных, оцениваем примерно на уровне 25–35%. В видимом диапазоне строительные отходы всегда имеют более высокую яркость, чем окружающие земные покро­вы — растительность на полях, на необрабатываемых землях, открытая почва, вода, искусственные покры­тия (асфальт, гравий и т. п.). Бытовые отходы имеют не столь выраженные спектральные признаки, одна­ко, как правило, также отличаются по яркостным па­раметрам от других материалов.

Далее с помощью модулей для контролируемой классификации и итеративной методики неконтроли­руемой классификации (ISODATA) в ERDAS Imagine мы, выделяя сигна­туры «отходы строительные», «от­ходы бытовые», «загрязненная тер­ритория», осуществляли обработку изображений, используя несколько узких спектральных каналов.

Исходный снимок IRS-1D

Результат классификации по алгоритму ISODATA. Выделены участки, распознанные как свалки. Обратите внимание на «свалку у шоссе»

Естественно, полученные данные верифицировались. На изо­бражениях, полученных с по­мощью и контролируемой, и не­контролируемой классификации, выделялись ложные объекты, ин­терпретируемые как свалки: очень часто — карьеры, выемки, а также участки с деградировавшим поч­венным покровом, склады сы­пучих материалов и т.п. Однако данный подход позволил выявить некоторые неучтенные места скла­дирования отходов.

Так, с помощью такого алгорит­ма была выявлена очень крупная свалка на окраине Киева, располо­женная у трассы Киев — Одесса. Позже мы получили на эту терри­торию снимок QuickBird, который подтвердил наши выводы. Достаточно надежные результаты были получены с применением количественных методов дешифрирования на территории Луганской области, АР Крым и на территории России.

Экологический мониторинг в районах захоронения отходов

Как видно на иллюстрациях к статье, полигоны захоронения от­ходов хорошо видны на снимках QuickBird и IKONOS. На обору­дованных полигонах различимы участки, поочередно заполняемые мусором, емкости для сбора филь­трата, установки по переработке мусора и выпариванию фильтрата, подъездные пути.

Небольшие свалки также хоро­шо дешифрируются на снимках. Часто выделяются и стихийные, несанкционированные свалки (о них пойдет речь далее).

Необходимо оценить влияние, которое захороненные отходы оказывают на окружающую среду. Прежде всего, фиксируется загряз­нение почвенного и растительного покрова. На снимках различимы участки складирования отходов за пределами полигонов, в близле­жащих выемках и карьерах, и даже в лесополосах около обустроенных полигонов. Как уж отмечалось, в большинстве случае мусор дешиф­рируется и в лесных массивах.

Анализируя место свалки в си­стеме водораздел — склон — овраг (или речная долина), можно про­гнозировать, куда будут поступать поверхностные воды, которые, ин­фильтруясь сквозь мусор, напиты­ваются токсичными соединениями и микробами. Расположение сва­лок на склонах эрозионных форм, в долинах недопустимо, тем не ме­нее до 15% свалок, особенно необо­рудованных, расположены именно таким образом.

Сложнее выявить загрязне­ние подземных вод фильтратом. Для этого результаты дешифри­рования снимков должны со­поставляться с картами уровня грунтовых вод, другими гидро­геологическими данными. Прове­дение таких исследований, в том числе с помощью ГИС, позволяет получить очень ценные данные.

На территории Киева, в районе Пирогово, расположен закрытый полигон ТБО, нефункционирую­щий уже на протяжении 20 лет. Несколько лет назад в частном сек­торе Пирогово резко возросла за­болеваемость жителей различных возрастных категорий, пользовав­шихся водой из колодцев и сква­жин. И хотя существенных откло­нений по показателям качества воды не было выявлено, можно было предположить, что продукты распада органики попали в грун­товые воды. Поток грунтовых вод в данном районе направлен в сто­рону Днепра. Сопоставив располо­жение закрытого полигона ТБО и расположение местных источни­ков водоснабжения, а их в районе на так много, можно спрогнозиро­вать, что именно в этих колодцах и скважинах проявились «следы» фильтрата.

Анализ воздействия природных процессов на свалки

Санитарные полигоны, дру­гие участки утилизации отходов в той или иной степени подверже­ны влиянию природных и техно­генных воздействий. Упомянутые в первом разделе статьи ДБН и СНИП регламентируют требования к размещению полигонов ТБО, к инженерной подго­товке и защите территории. Принятые меры должны исключить попадание фильтрата в подземные воды, препятствовать распространению загрязнения, возгоранию мусора, соответствующим образом должна осуществляться трамбовка, засыпка отходов, сбор и утилизация фильтрата и т. д.

Проблема в том, что многие свалки, особенно в сельской местности, расположены на участках, где отсутствует и инженерная подготовка, и инженерная защита. Поэтому в случае необоснованного выбора участка свалка может размываться талыми и дожде­выми водами (несколько примеров в Киевской, Луган­ской областях) или сползти в реку вместе с массивом грунта (окрестности города Ботошань в Румынии). 

Изучение динамики свалок и мониторинг закрытых полигонов твердых бытовых и строительных отходов

Разновременные космические снимки (time series) можно использовать в качестве основы при изучении динамики свалок. На снимках высокого разрешения хорошо видны отработанные, закрытые и действую­щие очереди свалок. Можно вычислить площадь от­дельных участков полигонов ТБО, эксплуатировав­шихся в различное время.

Особое значение имеет мониторинг закрытых по­лигонов, на которые продолжают свозиться отходы. На рисунке показан полигон ТБО в районе Сор­тировка, расположенной в Харькове. Сравнение двух снимков, полученных с интервалом в 19 лет (1990 и 2008 гг.), показывает, что площадь накопленных отхо­дов возросла, в то время как по официальным данным полигон не функционирует. Аналогичные примеры можно найти и в других городах и районах Украины. 

Официально закрытый полигон ТБО в районе Сортировка на архивном (слева) и актуальном (справа) снимках. Красным цветом показаны участки складирования мусора

Выявление самовозгорания мусора

Самовозгорание мусора — не редкость на свалках, особенно если отходы регулярно не перекрываются слоями грунта. Возгорания случаются преимуще­ственно летом. Горючих же материалов в структуре бытовых отходов немало — бумага, ткани, пенопласт, полиэтилен и т. д.

Но и законсервированные, пересыпанные грун­том слои, содержащие органику, также таят в себе опасность. Особенно это касается мощных толщ му­сора, накопленных за многие годы. Внутри них про­исходит разложение органических веществ с выделе­нием метана и тепла. В результате внутри этой толщи может начинаться процесс горения, и не исключено, что он постепенно охватит почти весь полигон ТБО.

В Германии проводились опытные съемки поли­гонов ТБО с помощью тепловизоров, установленных на самолетах. Они показали, что распределение тем­ператур в толщах мусора весьма контрастно и под­твердили наличие температурных аномалий, связан­ных с интенсивными процессами преобразования органических отходов и газовыделением. 

На космических же снимках фиксируются уже крупные пожары на мусоросвалках. На иллюстрации показан фрагмент снимка QuickBird, где виден шлейф дыма от горения мусора в западной части полгона ТБО г. Белая Церковь.

Самовозгорание мусора на полигоне ТВО города Белая Церковь. На космоснимке QuickBird заметен шлейф дыма

Начиная с 2000 года было отмечено несколько крупных пожаров на свалках бытовых отходов, в част­ности в районе Луганска, Ужгорода, Севастополя.

Естественно, стоимость космических снимков QuickBird или IKONOS не позволяет периодически снимать участки горения. Поэтому необходимо было выяснить, видны ли шлейфы дыма или другие при­знаки пожара на космических снимках с меньшим пространственным разрешением. Удалось подобрать архивные снимки IRS на Луганский полигон ТБО, полученные в период пожара. Дымовые шлейфы от­четливо видны на снимках в момент горения мусора. Хотя точно площадь горения определить невозмож­но, по направлению шлейфов можно судить о направ­лении ветра и указать районы города и близлежащие населенные пункты, которые ощутили воздействие токсичных продуктов горения.

На снимках, полученных со спутников ДЗЗ с низ­ким пространственным разрешением — TERRA (многозональный сканер MODIS), не удалось выявить ни косвенных признаков горения, ни однозначно ин­терпретируемых тепловых аномалий в ИК­ диапазоне. Очевидно, что пожары на свалках имеют сравнитель­но небольшую площадь, не более 2–3 га, поэтому для их выявления необходимо использовать космичес­кие снимки с разрешением в тепловом диапазоне — не менее 50–60 м, в видимом — 5 м. 

Выявление стихийных, несанкционированных мусоросвалок

Как уже отмечалось, вблизи городов и сел, дачных и курортных поселков, промышленных и сельско­хозяйственных предприятий расположены десятки стихийных свалок, на которых утилизируются бы­товые, строительные отходы, а иногда и отходы про­изводства. Низкая культура обращения с отходами, перегруженность оборудованных свалок, часто — безнаказанность организаторов такой вот утилиза­ции мусора являются причинами возникновения нелегальных, несанкционированных свалок. Их раз­меры, как показывают иллюстрации, могут быть очень значительными.

Выявление и ликвидация стихийных свалок, ре­культивация земель и очистка лесных массивов и ру­сел малых рек на их месте, выявление виновных в на­рушении экологического законодательства — важная задача местных органов исполнительной власти, эко­логической и земельной инспекции.

Космические снимки с разрешением 1 м и менее (IKONOS, QuickBird, GeoEye) — надежная основа для выявления и картографирования таких объектов.

По космическим снимкам таких свалок на тер­ритории Киевской области выявлено более 30, АР Крым — 15, Луганской области — 12.

Выводы и направления дальнейших работ

Изложенный материал позволяет убедиться в эф­фективности использования данных космической съемки для изучения и картографирования полиго­нов бытовых, строительных отходов, свалок, для вы­явления нарушений правил обращения с отходами, в частности организации стихийных свалок.

Выявление, картографирование, мониторинг мест накопления отходов на территории областей Украи­ны на основе космических снимков имеют несколько целей:

1. На территорию областей составляются карты ис­точников стационарного загрязнения, другие эколо­гические карты, где показываются полигоны захоро­нения отходов. Наложение на эти карты результатов дешифрирования снимков, получаемых в виде слоев цифровых карт, выявляет расхождения, как правило, это «новые» объекты. Эти объекты — или новые ме­ста захоронения отходов, не показанные на картах, но эксплуатируемые на законных основаниях, либо несанкционированные, стихийные свалки, которые необходимо оперативно выявлять и ликвидировать.

2. Мультиспектральные снимки позволяют оце­нивать влияние свалок на окружающую среду — су­щественное трансформирование или загрязнение отдельных компонентов окружающей среды (воз­духа, поверхностных и подземных вод, почвенно­растительного покрова и другие). Также оценивается влияние компонентов геосистем на полигоны и мусо­росвалки как воздействие природных процессов — эрозионный размыв, подтопление, оползни, дефля­ция (разрушительная работа ветра).

3. Космические снимки — средства объективного контроля над функционированием мест захоронения отходов различных типов (бытовых, промышлен­ных, строительных, энергетики и т. п.), позволяющие в значительной степени дополнять и обновлять эко­логические карты различных типов.

4. Использование снимков одновременно в тепло­вом и видимом диапазонах позволяет выявить са­мовозгорание мусора. Желательно также провести съемку с борта самолета или вертолета, в том числе те­пловизорную, наиболее проблемных полигонов ТБО.

Проблему с фильтратом начали решать

24 апр. 2018 г., 15:29

Самая гадкая штука на свалке – это фильтрат. Недавно я был на полигоне «Лесная» возле Серпухова, прошел мимо колодца, где концентрировался фильтрат, вдохнул – и дурно стало.

18 апреля движение «ЭкоСила50» провело в Балашихе круглый стол, где я сделал подробный доклад по результатам посещения 12 крупнейших свалок Московской области. Мы собрались узким кругом, говорили откровенно, и из уст автора проекта рекультивации полигона «Кучино» Бориса Трушина прозвучала фраза, что внутри Кучинской свалки на данный момент содержится оценочно примерно 3 млн куб. м фильтрата. При общем объеме захороненного мусора – 25 млн куб. м. Большая часть фильтрата с окружающей средой не контактирует – это техногенная внутренняя влага мусорной горы. Но даже небольших испарений хватает, чтобы усложнить жизнь.

Такое количество фильтрата внутри свалки многое объясняет, когда мы спрашиваем, почему полигон так воняет. Выделяются свалочные газы, а вместе с ними испаряется влага. Проблему с фильтратом уже начали энергично решать, это один из первоочередных этапов рекультивации. На прошлой неделе возле полигона началось строительство масштабной системы лучевых дренажей. Колодцы для откачки фильтрата уходят на глубину 15 метров. От каждого отходят четыре луча, откуда будет откачиваться фильтрат. Собранный фильтрат будет поступать на специальные очистные сооружения, которые построят между свалкой и фенинским кладбищем. Первый колодец уже построен.

Специфика кучинской свалки в том, что фильтрат стекает в сторону Фенинского поля и реки Пехорки. Именно там и будет расположена перехватывающая дренажная система. Сегодня фильтрат попадает в канавы, длина которых порядка 400 метров. После создания дренажей контакта фильтрата с окружающим воздухом не будет, надобность в канавах-накопителях отпадет.

Важно отметить, что на полигоне «Кучино» предусмотрены отдельно газоотведение, отдельно дренажная система. Для сравнения: на печально известной свалке «Ядрово» (под Волоколамском) по голландской технологии фильтраты и газ будут откачивать вместе – через 5 тыс. проколов. Там предусмотрена система дренажей и колодцев для сбора фильтрата, проколы играют в технологии важную роль, позволяя эффективно дренировать влагу. Но волоколамская свалка маленькая и невысокая, ее легко проколоть и обуздать. Кучинский полигон – гигантская мусорная гора и по объему, и по высоте. Эколог Элмурод Расулмухамедов, регулярно обследующий Кучинский полигон на предмет газовых свищей, отмечает, что дренажные системы под «Кучино» закладываются такие, словно амазонские леса планируют осушать. Наша свалка расположена рядом с рекой, на грунтовых водах, поэтому, конечно, требуется энергично убирать излишки.

Одновременно интенсивно ведется монтаж впечатляющих экранов-штор, которые герметично закроют ряд склонов свалки, откуда идут самые интенсивные выбросы газов. Они будут откачиваться из-под непроницаемых штор, перестанут попадать в атмосферу, а пойдут на факельную установку. Второй (временный) факел планируется установить в мае, и это позволит нам решительно приблизиться к главной цели – очищению воздуха над Балашихой. Сейчас свалка перенасыщена газом и фильтратом, но по мере рекультивации ее вредное воздействие должно быть полностью устранено, а мусорная гора через несколько лет станет вполне инертным объектом.

Анатолий БАТАШЕВ,

лидер движения «ЭкоСила50», член Экспертного совета Министерства экологии и природопользования Московской области, член рабочей группы по рекультивации полигона «Кучино», житель микрорайона Кучино города Балашихи

Источник: http://inbalashikha.ru/novosti/budushchee-bez-musora/problemu-s-filtratom-nachali-reshat

Инфильтрат. Словарь терминов лучевой диагностики

Главная
глоссарий
Инфильтрат

Инфильтрат — это межклеточное скопление жидкости с примесями клеточных компонентов, лимфы, крови, приводящее к увеличению объема и уплотнению ткани на данном участке (по аналогии с губкой, пропитанной жидкостью).

Инфильтратам предшествует воспаление инфекционной природы или опухолевый процесс. В первом случае причиной могут быть вирусы, бактерии, грибки, поражающие органы и ткани. Если к воспалительному очагу присоединяется инфекция, возможно нагноение с последующим образованием абсцесса, флегмоны, рубца (в процессе заживления).

Опухолевые инфильтраты возникают при инвазивном росте новообразования, когда клетки новообразования начинают разрушать и замещать здоровые ткани. На КТ инфильтраты визуализируются как локальные уплотнения, имеющие более светлый цвет по сравнению с окружающими тканями.

Легочный инфильтрат — скопление жидкости (экссудата) в легочной паренхиме. В норме альвеолярные пузырьки заполнены воздухом, благодаря этому человек может дышать. Участки легких с инфильтратами теряют функциональные свойства и отекают, в этой связи врачи говорят о поражении легких (например, при пневмонии). Причиной легочного инфильтрата может быть бактериальная, грибковая или вирусная инфекция, паразитическое заболевание, аллергия, развитие опухоли.

Послеоперационный инфильтрат — осложнение хирургического вмешательства, которое возникает из-за инфекции на травмированном участке. «Спусковым механизмом» может быть ослабленный иммунитет пациента, который не может сопротивляться инфекциям в послеоперационном периоде. Неглубокий послеоперационный инфильтрат может проявляться как пальпируемое уплотнение, покраснение и нагноение кожи.

Постинъекционный инфильтрат — осложнение после подкожных или внутримышечных инъекций, спровоцированное нарушением правил асептики и медицинской техники проведения уколов. Проявляется болью, покраснением кожи, повышенной температурой.

Аппендикулярный инфильтрат — воспаление, вызванное сращением аппендикса со слепой, тонкой кишкой или сальником. Наблюдается при аппендиците на 2-4 день заболевания. Вызывает острую боль, повышение температуры тела, нагноение.

ФЭО завершит рекультивацию челябинской городской свалки в августе 2021 года

Заместитель Председателя Правительства РФ Виктория Абрамченко в рамках рабочей поездки в Челябинскую область оценила ход работ по рекультивации одного из крупнейших объектов накопленного вреда окружающей среде – Челябинской городской свалки, проводимой Федеральным экологическим оператором (предприятие Госкорпорации «Росатом»), встретилась с представителями экологического общественного движения, которые дали свою экспертную оценку проведенным на объекте мероприятиям.

Как сообщила вице-премьер Виктория Абрамченко, все работы по рекультивации и благоустройству площадки будут закончены в 2021 году, отступления от графика быть не должно. «Хочу назвать результаты рекультивации: на 30% сократились выбросы вредных веществ в атмосферу города, полностью прекратились сбросы фильтрата свалки, предотвращено отравление воды и земель. Это конкретный пример положительного влияния нацпроекта «Экология» на качество жизни. Для более миллиона граждан этот объект станет настоящим живым пространством для рекреации», — подчеркнула она.

Как отметила Виктория Абрамченко, впервые в России применен весь спектр референтных мировых решений по ликвидации негативного воздействия на окружающую среду на объектах размещения бытовых отходов. Рекультивация свалки в Челябинске полностью исключит ее негативное влияние на экологию города и станет одним из крупнейших подобных проектов в стране. «То, что сделано на челябинской свалке, сделано по наилучшим доступным технологиям с применением лучших экологических стандартов. Второго такого объекта в стране нет. Теперь жителям и экологам предстоит решить, что будет на месте свалки: просто зеленый холм или высадка деревьев», — сказала она.

Первый заместитель генерального директора — директор Блока по развитию и международному бизнесу Госкорпорации «Росатом» Кирилл Комаров рассказал, что в 2020 году на 100% проведены переформирование и изоляция тела свалки, произведен монтаж системы сбора, очистки и отведения фильтрата и ливневого стока, начаты работы по биологической рекультивации — устройству плодородного грунта. «При рекультивации Челябинской городской свалки внедрены самые передовые мировые технологии очистки выбросов и фильтрата. Получен уникальный опыт, который необходимо применять и на других объектах. Например, демпфирующий резервуар для сбора ливневых стоков собирался из композитных материалов типа «блоктех» по принципу Лего. Это обеспечивает высокую скорость сборки, хорошую несущую способность, надежность конструкции. Было установлено 18,5 тыс. вертикальных дрен, 167 колодцев, 28 манифольдов и три факела», — сказал он.

«Росатом, как глобальная ответственная корпорация, в таких проектах стремится применить все накопленные технологические знания, поставить их на службу общества для решения задачи по улучшению качества жизни людей. В августе 2021 года мы завершим последний биологический этап рекультивации», — заявил Кирилл Комаров.

Губернатор Челябинской области Алексей Текслер отметил, что рекультивация свалки является частью комплексного плана по улучшению экологии города. На свалке уже нет ни запахов, ни выбросов, осталось завершить ряд инфраструктурных задач и биологическую рекультивацию.

Зампред Правительства РФ констатировала, что огромное значение имеет активная позиция самих жителей Челябинска. «Планы по рекультивации площадок, технологические и проектные решения всегда нужно обсуждать с жителями, которые находятся на этой территории. Они должны играть ключевую роль в выборе дальнейшего назначения площадок, участвовать при планировании будущего благоустройства», — сказала Виктория Абрамченко.

Справочно:

Организованная в 1949 году Челябинская городская свалка – крупнейший в Европе объект (74,1 га, высота свалочного тела – до 42 м), который находится в границах города, в 0,7 км от жилой застройки и в 2 км от реки Миасс. Ориентировочный объем накопленных отходов – более 17 млн куб. метров (от 500 до 700 тыс. тонн ТКО поступало в год). Для приема отходов свалка полностью закрылась в сентябре 2018 года. Рекультивация на объекте ведется в рамках федерального проекта «Чистая страна» национального проекта «Экология» с 2019 года. В 2019 году были проведены подготовительные работы и начато формирование тела полигона. В 2020 году было полностью сформировано тело полигона, создано 1,4 км армогрунтовой насыпи для фиксации геометрии объекта, выполнены основные работы по устройству систем сбора фильтрата и биогаза. Система сбора свалочного фильтрата расположена по всему периметру полигона, включает обратноосмотические установки, пруды-накопители под фильтрат объемом 2,5 тыс. кубов и под ливневые и талые воды — объемом 12 тыс. кубов. Очистные сооружения предусмотрены отдельно под ливневые стоки и под фильтрат.По газоотведению была использована технология, предполагающая установку 18,5 тыс. вертикальных дрен (гибкие трубы) глубиной 17 м, соединенных горизонтальными дренами. Газ попадает в газораспределительные пункты — манифольды, из которых потом переходит на факельную установку для утилизации.

Очистные сооружения

Очистка дренажных вод и фильтрата полигонов ТКО

При комплексной рекультивации полигонов ТКО идет процесс сбора свалочного фильтрата из тела полигона и дренажных вод с поверхности противофильтрационного экрана полигона. 

Свалочный фильтрат полигонов ТКО – это токсичная жидкость, в составе которой содержаться органические вещества, тяжелые металлы и биогенные соединения, например, фосфаты, поэтому он не может быть сброшен на рельеф или в водоем без тщательной многоступенчатой очистки. 

Для очистки свалочного фильтрата и дренажных вод полигонов ТКО мы используем прогрессивную мембранную технологию – обратный осмос, которая задерживает до 99% всех органических и неорганических примесей. 

Очистные сооружения на предприятиях

Мы решаем задачи очистки шахтных, карьерных, пластовых и подотвальных вод, внедряем системы оборотного водоснабжения на горнообогатительных и добывающих предприятиях.

Как правило, шахтные, карьерные, пластовые, подотвальные воды имеют повышенные значения концентрации по нескольким группам химических соединений: соединения азотной группы, нефтепродукты, ионы тяжелых металлов, взвешенные вещества, общее солесодержание.

Для их очистки мы разработали и активно применяем технические решения и оборудование, которые позволяют получить качество очистки, соответствующее требованиям сброса в водные объекты рыбохозяйственного назначения, и при этом минимизировать капитальные и эксплуатационные затраты.

При очистке шахтных, карьерных, пластовых и подотвальных вод важная роль отводится прудам-отстойникам, где воды, поступающие непосредственно из горных выработок, аккумулируются и предварительно осветляются.

Конструкции противофильтрационных экранов таких прудов выполняются с применением геосинтетических материалов: геомембраны, бентонитовых матов, геотекстиля. На объектах с высокой концентрацией токсичных фильтратов и повышенными требованиями к охране окружающей среды мы внедряем многослойные конструкции противофильтрационных экранов. 

Альтернативой прудам-отстойникам являются приемные металлические или железобетонные резервуары и для исключения их коррозии из-за воздействия агрессивных сред наши инженеры предлагают футеровку анкерным листом V-LOCK, причем как действующих резервуаров, так и при строительстве новых.

Комплексный подход к системам очистки

Мы разрабатываем эффективные технологические решения для систем водоподготовки и водоочистки на вновь строящихся объектах, а также для реконструкции и модернизации оборудования на действующих предприятиях.

Предоставляем полный спектр услуг:

• Выбор технологии
• Проектирование
• Разработка конструкторской документации
• Производство и поставка оборудования
• Монтаж и пуско-наладка
• Сервисное обслуживание

Такой подход позволяет снизить общую стоимость проектов, повысить качество и надежность оборудования, обеспечить гарантию и бесперебойную работу установок водоподготовки и водоочистки.  

 

Фильтрация

Физиология образования фильтрата | Анатомия и физиология II

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите процесс фильтрации и свяжите его с чистым давлением фильтрации.

Процесс образования мочи происходит в три этапа: фильтрация , реабсорбция и секреция . Физиологическая цель состоит в том, чтобы изменить состав плазмы крови и, таким образом, устранить только отходы в виде мочи.

Фильтрация

Процесс фильтрации ( или образование фильтрата ) происходит на фильтрующей мембране , которая расположена на границе между клубочками и капсулой Боумена.Как обсуждалось ранее, фильтрат образуется, когда в клубочках высокого давления компоненты плазмы проходят через фильтрующую мембрану и собираются в капсуле Боумена. Полученный фильтрат представляет собой разбавленный раствор, который включает воду, электролиты, отходы, питательные вещества и другие молекулы, способные проходить через фильтрующую мембрану.

Регулировка скорости фильтрации важна. Если фильтрат образуется слишком быстро и в слишком большом объеме, фильтрат будет проходить через канальцы нефрона слишком быстро, и процесс повторного поглощения будет неполным.Если фильтрат производится слишком медленно, отходы могут снова всасываться в кровь.

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ)

Объем фильтрата, образуемый обеими почками в минуту, называется скоростью клубочковой фильтрации (СКФ) . В состоянии покоя сердце перекачивает около 5 л крови в минуту. Примерно 20 процентов или один литр попадает в почки для фильтрации. В среднем этот литр приводит к выработке фильтрата около 125 мл / мин у мужчин (диапазон от 90 до 140 мл / мин) и фильтрата 105 мл / мин у женщин (диапазон от 80 до 125 мл / мин).Это количество соответствует объему около 180 л / день у мужчин и 150 л / день у женщин. Девяносто девять процентов этого фильтрата возвращается в кровоток путем реабсорбции, так что в день выделяется только 1-2 литра мочи.

На СКФ влияет гидростатическое давление и осмотическое давление коллоидов с обеих сторон капиллярной мембраны клубочка.Напомним, что фильтрация происходит, когда давление заставляет жидкость проходить через полупроницаемый барьер, при этом движение растворенного вещества ограничивается размером частиц. Гидростатическое давление — это давление, создаваемое жидкостью на поверхности. Если у вас есть жидкость с обеих сторон барьера, обе жидкости оказывают давление в противоположных направлениях. Чистое движение жидкости будет в направлении более низкого давления. Осмос — это движение растворителя (воды) через мембрану, непроницаемую для растворенных веществ в растворе.Это создает давление, осмотическое давление, которое будет существовать до тех пор, пока концентрация растворенного вещества не станет одинаковой с обеих сторон полупроницаемой мембраны. Пока концентрация отличается, вода будет двигаться. Клубочковая фильтрация происходит, когда гидростатическое давление клубочков превышает гидростатическое давление в просвете капсулы Боумена. Существует также противодействующая сила, осмотическое давление, которое обычно выше в капилляре клубочка.

Рис. 1. NFP — это сумма осмотического и гидростатического давлений.

Чтобы понять, почему это так, присмотритесь к микросреде по обе стороны от фильтрующей мембраны. Вы обнаружите осмотическое давление, оказываемое растворенными веществами внутри просвета капилляра, а также внутри капсулы Боумена. Поскольку фильтрующая мембрана ограничивает размер частиц, пересекающих мембрану, осмотическое давление внутри клубочкового капилляра выше, чем осмотическое давление в капсуле Боумена. Напомним, что клетки и белки среднего и большого размера не могут проходить между отростками подоцитов или через фенестрации эндотелиальных клеток капилляров.Это означает, что красные и белые кровяные тельца, тромбоциты, альбумины и другие белки, слишком большие для прохождения через фильтр, остаются в капилляре, создавая в капилляре среднее осмотическое давление коллоидов 30 мм рт. Отсутствие белков в пространстве Боумена (просвет внутри капсулы Боумена) приводит к осмотическому давлению, близкому к нулю. Таким образом, единственная жидкость, перемещающая давление через стенку капилляра в просвет пространства Боумена, — это гидростатическое давление. Гидростатического давления (жидкости) достаточно, чтобы протолкнуть воду через мембрану, несмотря на действующее против нее осмотическое давление.Сумма всех воздействий, как осмотических, так и гидростатических, дает в результате чистое давление фильтрации (NFP) , равное примерно 10 мм рт.

Правильная концентрация растворенных веществ в крови важна для поддержания осмотического давления как в клубочках, так и в системе. Существуют заболевания, при которых слишком много белка проходит через фильтрующие щели в почечный фильтрат. Этот избыток белка в фильтрате приводит к дефициту циркулирующих белков плазмы. В свою очередь, наличие белка в моче увеличивает ее осмолярность; это удерживает больше воды в фильтрате и приводит к увеличению объема мочи.Из-за меньшего количества циркулирующего белка, в основном альбумина, осмотическое давление крови падает. При меньшем осмотическом давлении вода втягивается в капилляры, балансируя в сторону гидростатического давления, которое имеет тенденцию выталкивать воду из капилляров. Чистый эффект заключается в том, что вода теряется из системы кровообращения в интерстициальные ткани и клетки. Это «набухает» в тканях и клетках — состояние, называемое системным отеком .

Чистое давление фильтрации (NFP)

NFP определяет скорость фильтрации через почки.Определяется следующим образом:

NFP = гидростатическое давление крови в клубочках (GBHP) — [капсульное гидростатическое давление (CHP) + осмотическое давление коллоидов крови (BCOP)] = 10 мм рт. Ст.

То есть:

NFP = GBHP — [CHP + BCOP] = 10 мм рт. Ст.

или:

NFP = 55 — [15 + 30] = 10 мм рт. Ст.

Как видите, на фильтрующей мембране низкое рабочее давление. Интуитивно вы должны понимать, что незначительные изменения осмолярности крови или изменения капиллярного кровяного давления приводят к значительным изменениям количества фильтрата, образующегося в любой данный момент времени.Почка способна справляться с широким диапазоном артериального давления. В значительной степени это связано с ауторегуляторной природой гладких мышц. Когда вы его растягиваете, он сжимается. Таким образом, когда артериальное давление повышается, гладкие мышцы афферентных капилляров сокращаются, чтобы ограничить любое увеличение кровотока и скорости фильтрации. Когда артериальное давление падает, те же капилляры расслабляются, чтобы поддерживать кровоток и скорость фильтрации. Конечным результатом является относительно стабильный поток крови в клубочки и относительно стабильная скорость фильтрации, несмотря на значительные системные изменения артериального давления.Среднее артериальное давление рассчитывается путем прибавления 1/3 разницы между систолическим и диастолическим давлением к диастолическому давлению. Следовательно, если артериальное давление составляет 110/80, разница между систолическим и диастолическим давлением составляет 30. Одна треть этого составляет 10, и когда вы добавляете это к диастолическому давлению, равному 80, вы получаете расчетное среднее артериальное давление, равное 90. мм рт. Следовательно, если вы используете среднее артериальное давление для GBHP в формуле для расчета NFP, вы можете определить, что до тех пор, пока среднее артериальное давление выше примерно 60 мм рт. Ст., Давление будет адекватным для поддержания клубочковой фильтрации.Артериальное давление ниже этого уровня нарушит функцию почек и вызовет системные расстройства, которые являются достаточно серьезными, чтобы угрожать выживанию. Это состояние называется шоком.

Определение СКФ — один из инструментов, используемых для оценки выделительной функции почек. Это больше, чем просто академическое упражнение. Поскольку многие лекарства выводятся с мочой, снижение функции почек может привести к накоплению токсинов. Кроме того, введение соответствующих доз лекарств для тех лекарств, которые в первую очередь выводятся почками, требует точной оценки СКФ.СКФ можно точно оценить при внутривенном введении инулина . Инулин — это растительный полисахарид, который не реабсорбируется и не секретируется почками. Его появление в моче прямо пропорционально скорости, с которой он фильтруется почечными тельцами. Однако, поскольку измерение клиренса инулина затруднительно в клинических условиях, чаще всего СКФ оценивается путем измерения встречающегося в природе креатинина, молекулы белкового происхождения, вырабатываемой метаболизмом мышц, которая не реабсорбируется и лишь незначительно секретируется нефроном.

Обзор главы

Весь объем крови фильтруется через почки примерно 300 раз в день, и 99 процентов отфильтрованной воды восстанавливается. На СКФ влияет гидростатическое давление и коллоидно-осмотическое давление. В нормальных условиях гидростатическое давление значительно выше, и происходит фильтрация. Гидростатическое давление клубочков зависит от системного артериального давления, механизмов ауторегуляции, симпатической нервной активности и паракринных гормонов.Почки могут нормально функционировать в широком диапазоне артериального давления из-за ауторегуляторной природы гладких мышц.

Самопроверка

Ответьте на вопросы ниже, чтобы увидеть, насколько хорошо вы понимаете темы, затронутые в предыдущем разделе.

Вопросы о критическом мышлении

1. Приведите формулу для чистого давления фильтрации.
2. Назовите хотя бы пять симптомов почечной недостаточности.

Показать ответы

1. Чистое давление фильтрации (NFP) = гидростатическое давление крови в клубочках (GBHP) — [капсульное гидростатическое давление (CHP) + осмотическое давление коллоидов крови (BCOP)]
2. Симптомы почечной недостаточности: слабость, вялость, одышка, широко распространенные отеки, анемия, метаболический ацидоз или алкалоз, сердечные аритмии, уремия, потеря аппетита, утомляемость, обильное мочеиспускание и олигурия.

Глоссарий

Скорость клубочковой фильтрации (СКФ): Скорость почечной фильтрации

инулин: растительный полисахарид, вводимый для определения СКФ; не секретируется и не абсорбируется почками, поэтому его появление в моче прямо пропорционально скорости его фильтрации.

чистое давление фильтрации (NFP): давление жидкости через клубочки; рассчитывается путем вычитания гидростатического давления капилляра и вычитания коллоидно-осмотического давления крови и гидростатического давления капсулы Боумена

.

системный отек: повышенная задержка жидкости в интерстициальных пространствах и клетках тела; может проявляться припухлостью на больших участках тела, особенно на нижних конечностях

Определение фильтрата по Merriam-Webster

fil · trate

| \ ˈFil-ˌtrāt

\

: жидкость, прошедшая через фильтр.

Определение и процессы фильтрации (химия)

Фильтрация — это процесс, используемый для отделения твердых частиц от жидкостей или газов с использованием фильтрующей среды, которая позволяет проходить жидкости, но не твердым веществам.Термин «фильтрация» применяется независимо от того, является ли фильтр механическим, биологическим или физическим. Жидкость, проходящая через фильтр, называется фильтратом. Фильтрующий материал может быть поверхностным фильтром, который улавливает твердые частицы, или глубинным фильтром, который представляет собой слой материала, который улавливает твердые частицы.

Фильтрация — это обычно несовершенный процесс. Некоторая жидкость остается на стороне подачи фильтра или погружена в фильтрующий материал, а некоторые мелкие твердые частицы проникают через фильтр.В химии и инженерии всегда есть какой-то потерянный продукт, будь то собираемая жидкость или твердое тело.

Примеры фильтрации

Хотя фильтрация является важным методом разделения в лаборатории, она также распространена в повседневной жизни.

• При приготовлении кофе горячая вода пропускается через молотый кофе и фильтр. Жидкий кофе — это фильтрат. Заваривание чая почти одинаково, независимо от того, используете ли вы чайный пакетик (бумажный фильтр) или чайный шарик (обычно металлический фильтр).
• Почки — это пример биологического фильтра. Кровь фильтруется клубочками. Основные молекулы реабсорбируются обратно в кровь.
• Кондиционеры и многие пылесосы используют фильтры HEPA для удаления пыли и пыльцы из воздуха.
• Во многих аквариумах используются фильтры, содержащие волокна, улавливающие твердые частицы.
• Ленточные фильтры улавливают драгоценные металлы во время добычи.
• Вода в водоносном горизонте относительно чиста, потому что она фильтровалась через песок и проницаемые породы в земле.

Методы фильтрации

Существуют разные виды фильтрации. Какой метод используется, во многом зависит от того, является ли твердое вещество твердым (взвешенным) или растворенным в жидкости.

• Общая фильтрация: Самая простая форма фильтрации — это фильтрация смеси под действием силы тяжести. Смесь выливается сверху на фильтрующий материал (например, фильтровальную бумагу), и сила тяжести вытягивает жидкость вниз. Твердое вещество остается на фильтре, а жидкость течет под ним.
• Вакуумная фильтрация: Колба Бюхнера и шланг используются для создания вакуума для всасывания жидкости через фильтр (обычно под действием силы тяжести). Это значительно ускоряет разделение и может использоваться для сушки твердого вещества. В родственной технике используется насос для создания перепада давления с обеих сторон фильтра. Фильтры насоса не обязательно должны быть вертикальными, потому что сила тяжести не является источником перепада давления по бокам фильтра.
• Холодная фильтрация: Холодная фильтрация используется для быстрого охлаждения раствора, вызывая образование мелких кристаллов.Этот метод используется при первоначальном растворении твердого вещества. Распространенный метод — поместить емкость с раствором в ледяную баню перед фильтрацией.
• Горячая фильтрация: При горячей фильтрации раствор, фильтр и воронка нагреваются, чтобы свести к минимуму образование кристаллов во время фильтрации. Бесстебельные воронки полезны, потому что имеют меньшую площадь поверхности для роста кристаллов. Этот метод используется, когда кристаллы забивают воронку или препятствуют кристаллизации второго компонента смеси.

Иногда для улучшения потока через фильтр используются вспомогательные фильтрующие средства. Примерами фильтрующих добавок являются диоксид кремния, диатомовая земля, перлит и целлюлоза. Вспомогательные фильтрующие вещества могут быть помещены на фильтр перед фильтрацией или смешаны с жидкостью. Вспомогательные средства могут помочь предотвратить засорение фильтра и могут увеличить пористость «лепешки» или попадания в фильтр.

Фильтрация и просеивание

Связанный с этим метод разделения — просеивание. Просеивание относится к использованию одной сетки или перфорированного слоя для удержания крупных частиц, позволяя при этом проходить более мелким.Напротив, во время фильтрации фильтр представляет собой решетку или имеет несколько слоев. Жидкости проходят по каналам в среде и проходят через фильтр.

Альтернативы фильтрации

Для некоторых применений существуют более эффективные методы разделения, чем фильтрация. Например, для очень маленьких проб, в которых важно собрать фильтрат, фильтрующая среда может впитывать слишком много жидкости. В других случаях слишком много твердого вещества может попасть в фильтрующую среду.

Два других процесса, которые можно использовать для отделения твердых частиц от жидкости, — это декантация и центрифугирование. Центрифугирование включает вращение образца, при котором более тяжелое твердое вещество выталкивается на дно контейнера. При декантации жидкость сливают сифоном или выливают из твердого вещества после того, как оно выпало из раствора. Декантацию можно использовать после центрифугирования или самостоятельно.

Процессы почек

Процессы почек

Существует четыре основных процесса образования мочи, начиная с плазмы.

Фильтрация

Фильтрация — это массовое перемещение воды и растворенных веществ из плазмы в почечные канальцы, которое происходит в почечном тельце.
Около 20% объема плазмы, проходящей через клубочки в любой момент времени, фильтруется. Это означает, что около
180 литров жидкости ежедневно фильтруется почками. Таким образом, фильтруется весь объем плазмы (около 3 литров) 60.
раз в день! Фильтрация в основном осуществляется за счет гидравлического давления (артериального давления) в капиллярах клубочков.

Обратите внимание, что почки фильтруют гораздо больше жидкости, чем фактически выделяется моча (около 1,5 литра в день).
Это важно для почек, чтобы быстро и эффективно удалять отходы и токсины из плазмы.

Реабсорбция

Реабсорбция — это движение воды и растворенных веществ из канальцев обратно в плазму. Реабсорбция воды и
специфические растворенные вещества встречаются в различной степени по всей длине почечного канальца. Массовая реабсорбция, которой нет
под гормональным контролем происходит в основном в проксимальных канальцах. Здесь реабсорбируется более 70% фильтрата. Кроме того,
многие важные растворенные вещества (глюкоза, аминокислоты, бикарбонат) активно выводятся из проксимальных канальцев, таких как
что их концентрации в оставшейся жидкости обычно чрезвычайно низки. Дальнейшая реабсорбция натрия происходит в
петля Генле.

Регулируемая реабсорбция, , при которой гормоны регулируют скорость транспорта натрия и воды в зависимости от
системные условия, происходит в дистальном канальце и собирательном канале.

Секрет

Даже после того, как произошла фильтрация, канальцы продолжают выделять дополнительные вещества в трубчатую жидкость. Этот
увеличивает способность почек выводить определенные шлаки и токсины. Это также важно для регулирования плазмы.
концентрации калия и pH. (См. Баланс жидкости и электролитов).

Экскреция

Экскреция — это то, что выводится с мочой, конечный результат трех вышеуказанных процессов.Хотя исходная концентрация
вещества в канальцевой жидкости может первоначально быть близким к таковому в плазме, последующая реабсорбция и / или секреция могут
резко изменить конечную концентрацию в моче.

Количество выделяемого вещества определяется по формуле:

выделенное количество = отфильтрованное количество — реабсорбированное + выделенное

Фильтрация — обзор | Темы ScienceDirect

2.28.2.1 Фильтрация в режиме онлайн

Фильтрация, выполняемая в режиме онлайн в контексте ЖХ, может осуществляться на основе исключения по размеру с материалами, от фритт из нержавеющей стали до синтетических полимерных мембран, каждый из которых имеет разную пористость. Фритты из нержавеющей стали (иногда называемые фильтрами), поставляемые в собственном корпусе для использования на линии с ЖХ, помещаются перед экстракционной колонкой или аналитической разделительной колонкой, когда экстракционная колонка не используется. Обычно фритты можно заменить или регенерировать.Однако этот тип фритты / фильтра обычно предназначен для удаления очень мелких частиц в подвижной фазе и обычно не используется в качестве первичного фильтра для удаления макромолекул из биологических жидкостей и других загрязненных матриц. Показано одно применение, в котором фильтр из нержавеющей стали использовался в качестве поточной стадии фильтрации для удаления «частиц суспензии» из пищевого экстракта; здесь винтовые крышки на обоих концах экстракционной камеры содержали фильтр из нержавеющей стали, толщиной 2 мкм и 1/4 дюйма.d. ⁸

Традиционное использование фильтрации для удаления твердых частиц, которые в противном случае могут создать проблемы с жидкостной хроматографической системой, заключается в использовании фильтра исключения размера, имеющего определенные характеристики отсечки размера молекул (например, 0,20 мкм, 0,45 мкм и более). Эти фильтры изготовлены из материала, который состоит из пористой сетки синтетического полимера, например нейлона, политетрафторэтилена (ПТФЭ), гидрофильного полипропилена, гидрофильного ПВДФ и гидрофильного полиэфирсульфона.Использование этих фильтров разного диаметра позволяет использовать их в различных аналитических процессах.

В качестве примера, система непрерывной фильтрации в качестве компонента экстракции горячей водой под давлением использовалась для экстракции N-метилкарбаматов из различных фруктов и овощей. ⁸ Коллектор для впрыска потока, соединенный с экстрактором, позволил автоматизировать следующие этапы: фильтрация, предварительное концентрирование, индивидуальное хроматографическое разделение, постколоночная дериватизация и обнаружение флуоресценции.Компонент для непрерывной фильтрации (нейлоновый фильтр 0,45 мкм, диаметр 29 мм) располагался на линии между экстрактором и колонкой для концентрирования. Был протестирован диапазон фильтров от 14 до 29 мм; Важное соображение при интерактивной фильтрации заключается в том, что фильтры с малым диаметром создают более высокое давление в системе; по этой причине в данном анализе предпочтение было отдано 29 мм. Расположение фильтрующего устройства было в контуре вспомогательного впрыскивающего клапана; поэтому его можно было очистить после использования, используя дистиллированную воду, которую перекачивали с высокой скоростью потока в направлении, противоположном фильтрации.Фильтр меняли после пяти-семи экстракций, в зависимости от используемой матрицы пробы.

Знакомое приложение для фильтрации — это автономный режим, в котором мембрана для исключения размера из синтетического полимера закреплена в одноразовом блоке, который прикреплен к шприцу и обрабатывается вручную. Однако такие фильтры, когда они отформованы и собраны в подходящей конфигурации, могут обрабатываться автоматически, а затем вводиться с помощью автоматического пробоотборника. В этом режиме они могут быть адаптированы для фильтрации в реальном времени, поскольку процедура полностью автоматизирована и отвечает требованиям для автоматической обработки проб.

Типичным примером такого автоматизированного одноразового фильтрующего устройства является фильтр без шприца Mini-UniPrep ™ (Whatman ^® Inc., Клифтон, Нью-Джерси, США). Mini-UniPrep — это предварительно собранное фильтрующее устройство, которое содержит камеру объемом 0,4 мл и поршень. Плунжер имеет фильтрующую мембрану на одном конце и предварительно прикрепленную перегородку на другом конце. Плунжер продавливает образец во внешней камере, и положительное давление выталкивает фильтрат в резервуар плунжера; воздух выходит через вентиляционное отверстие и фиксируется стопорное кольцо.Это устройство помещается в любой лоток автосамплера, вмещающий флаконы 12 × 32 мм. Другим примером одноразового фильтрующего картриджа, который можно автоматизировать с помощью приборов ЖХ, является продукт от MicroLiter Analytical Supplies, Inc. ^® (Сувани, Джорджия, США), разработанный для системы подготовки пробы верхней части прибора (ITSP). Как обсуждается далее в разделе 2.28.6.3.2, фильтрация может выполняться с использованием картриджей ITSP, когда нижняя часть картриджа содержит одну мембрану (например, 0.45 мкм или 0,20 мкм ПТФЭ, нейлон, гидрофильный полипропилен, гидрофильный ПВДФ и / или гидрофильный полиэфирсульфон).

Промышленные системы фильтрации, использующие такие материалы, как модули ультрафильтрации из полых волокон, обычно ассоциируются с фильтрацией в реальном времени; ⁹ однако, в этой главе основное внимание уделяется аналитическим методам, а не процессам промышленной фильтрации. В более общем смысле фильтрация может осуществляться с использованием экстракционной колонны (например, монолитной колонки) с большим размером частиц, где аналиты адсорбируются химическим составом частиц, а материалы большего размера проходят через отходы; ¹⁰ Раздел 2.28.3 описывает технологию монолитных частиц. Общая фильтрация частиц таким же образом с помощью экстракционной колонки также применима к методам турбулентной хроматографии, обсуждаемым в разделе 2.28.3.2.

Фильтрация — обзор | Темы ScienceDirect

2.28.2.1 Фильтрация в оперативном режиме

Фильтрация, выполняемая в оперативном режиме в контексте ЖХ, может осуществляться на основе исключения по размеру материалов, от фритт из нержавеющей стали до синтетических полимерных мембран, каждый из которых имеет разную пористость.Фритты из нержавеющей стали (иногда называемые фильтрами), поставляемые в собственном корпусе для использования на линии с ЖХ, помещаются перед экстракционной колонкой или аналитической разделительной колонкой, когда экстракционная колонка не используется. Обычно фритты можно заменить или регенерировать. Однако этот тип фритты / фильтра обычно предназначен для удаления очень мелких частиц в подвижной фазе и обычно не используется в качестве первичного фильтра для удаления макромолекул из биологических жидкостей и других загрязненных матриц.Показано одно применение, в котором фильтр из нержавеющей стали использовался в качестве поточной стадии фильтрации для удаления «частиц суспензии» из пищевого экстракта; здесь винтовые крышки на обоих концах экстракционной камеры содержали фильтр из нержавеющей стали толщиной 2 мкм и внутренним диаметром 1/4 дюйма. ⁸

Традиционное использование фильтрации для удаления твердых частиц, которые в противном случае могут создать проблемы с жидкостной хроматографической системой, заключается в использовании фильтра исключения размера, имеющего определенные характеристики отсечки размера молекул (например,g., 0,20 мкм, 0,45 мкм и более). Эти фильтры изготовлены из материала, который состоит из пористой сетки синтетического полимера, например нейлона, политетрафторэтилена (ПТФЭ), гидрофильного полипропилена, гидрофильного ПВДФ и гидрофильного полиэфирсульфона. Использование этих фильтров разного диаметра позволяет использовать их в различных аналитических процессах.

В качестве примера, система непрерывной фильтрации в качестве компонента экстракции горячей водой под давлением использовалась для экстракции N-метилкарбаматов из различных фруктов и овощей. ⁸ Коллектор для впрыска потока, соединенный с экстрактором, позволил автоматизировать следующие этапы: фильтрация, предварительное концентрирование, индивидуальное хроматографическое разделение, постколоночная дериватизация и обнаружение флуоресценции. Компонент для непрерывной фильтрации (нейлоновый фильтр 0,45 мкм, диаметр 29 мм) располагался на линии между экстрактором и колонкой для концентрирования. Был протестирован диапазон фильтров от 14 до 29 мм; Важное соображение при интерактивной фильтрации заключается в том, что фильтры с малым диаметром создают более высокое давление в системе; по этой причине в данном анализе предпочтение было отдано 29 мм.Расположение фильтрующего устройства было в контуре вспомогательного впрыскивающего клапана; поэтому его можно было очистить после использования, используя дистиллированную воду, которую перекачивали с высокой скоростью потока в направлении, противоположном фильтрации. Фильтр меняли после пяти-семи экстракций, в зависимости от используемой матрицы пробы.

Знакомое приложение для фильтрации — это автономный режим, в котором мембрана для исключения размера из синтетического полимера закреплена в одноразовом блоке, который прикреплен к шприцу и обрабатывается вручную.Однако такие фильтры, когда они отформованы и собраны в подходящей конфигурации, могут обрабатываться автоматически, а затем вводиться с помощью автоматического пробоотборника. В этом режиме они могут быть адаптированы для фильтрации в реальном времени, поскольку процедура полностью автоматизирована и отвечает требованиям для автоматической обработки проб.

Типичным примером такого автоматизированного одноразового фильтрующего устройства является фильтр без шприца Mini-UniPrep ™ (Whatman ^® Inc., Клифтон, Нью-Джерси, США). Mini-UniPrep — это предварительно собранное фильтрующее устройство, которое содержит 0.Камера объемом 4 мл и поршень. Плунжер имеет фильтрующую мембрану на одном конце и предварительно прикрепленную перегородку на другом конце. Плунжер продавливает образец во внешней камере, и положительное давление выталкивает фильтрат в резервуар плунжера; воздух выходит через вентиляционное отверстие и фиксируется стопорное кольцо. Это устройство помещается в любой лоток автосамплера, вмещающий флаконы 12 × 32 мм. Другим примером одноразового фильтрующего картриджа, который можно автоматизировать с помощью приборов ЖХ, является продукт MicroLiter Analytical Supplies, Inc. ^® (Сувани, Джорджия, США), разработанный для системы подготовки пробы верхней части прибора (ITSP). Как обсуждается далее в разделе 2.28.6.3.2, фильтрация может выполняться с использованием картриджей ITSP, когда дно картриджа содержит одну мембрану (например, ПТФЭ 0,45 или 0,20 мкм, нейлон, гидрофильный полипропилен, гидрофильный ПВДФ и / или гидрофильный полиэфирсульфон).

Промышленные системы фильтрации, использующие такие материалы, как модули ультрафильтрации из полых волокон, обычно ассоциируются с фильтрацией в реальном времени; ⁹ однако, в этой главе основное внимание уделяется аналитическим методам, а не процессам промышленной фильтрации.