Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2003 номер 6

Рассмотрены перспективные направления и результаты исследований физико-химических превращений, которым подвергаются минеральные и органические составляющие почв и природных вод в присутствии ионов тяжелых металлов, одних из наиболее распространенных загрязнителей биосферы. Обсуждается механизм указанных процессов и влияние на кинетику их протекания различных факторов (природы тяжелых металлов и субстрата, рН среды, воздействия солнечной радиации и т. д).

Простые галогенированные алканы и их производные составляют сравнительно большую группу природных соединений, которые обнаружены в цианобактериях, морских водорослях, фитопланктоне, грибах и растениях. Рассмотрены структуры более 100 соединений.

Галогенированные сложные фенолы составляют несколько небольших групп природных соединений. Эти соединения обнаружены в микроорганизмах, цианобактериях, водорослях и беспозвоночных. Рассмотрены структуры около 150 соединений и приведены данные об их биологической активности.

Получен по реакции катионной полимеризации и исследован в качестве сорбента ионов ртути и благородных металлов гомополимер N,N^'-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида. Выяснено влияние природы и концентрации кислоты, времени контакта фаз на извлечение металлов, оценены сорбционные емкости полимера и коэффициенты распределения металлов. Показано, что сорбент проявляет высокую сорбционную активность к ионам металлов в катионной форме: по ртути (Hg²⁺) из растворов 1 М HNO₃ – 1100мг/г, 1 М H₂SO₄ – 990 мг/г, 1 М HCl – 280 мг/г; по серебру(Ag⁺) из 1 М HNO₃ – 850 мг/г, из 1 М H₂SO₄ – 900мг/г. На основании данных ИК-спектроскопии предложен механизм взаимодействия активных групп сорбента с ионами металлов. Гомополимер N,N^'-бис(винилоксиэтил)тиурамдисульфида селективно сорбирует ионы ртути и серебра из смеси солей меди, никеля, железа и цинка. Показана возможность использования сорбента для концентрирования благородных металлов и для аналитических целей. Разработан способ регенерации сорбента.

Определены концентрации 23 полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в донных отложениях притоков Селенга, Турка, Хаим, Баргузин, обеспечивающих более 70 % водного стока в Байкал, а также донных отложениях мелководья озера – бухты Змеевая (Чивыркуйский залив) и залива Сор-Черкалово. Обнаружено, что уровень загрязненности ПАУ относительно невелик и сумма концентраций ПАУ по 23 индивидуальным соединениям находится в диапазоне 1.4–5.2 мкг/кг (по 5 соединениям– 0.15–1.11 мкг/кг). Присутствие ПАУ в образцах донных отложений обусловлено локальными источниками петрогенной и пиролитической природы.

Реакция хлорирования бутилкаучука молекулярным хлором в растворе относится к классу быстрых химических реакций. Предложен новый непрерывный способ получения хлорбутилкаучука в промышленности на базе малогабаритных трубчатых турбулентных аппаратов струйного типа, обеспечивающий многие экологические и технологические преимущества.

Рассмотрены вопросы применения природного цеолита месторождения Хонгуруу (Якутия) в процессах сорбционной очистки нефтесодержащих сточных вод. Описаны физико-химические и сорбционные свойства цеолита. Показано, что хонгурин может использоваться для извлечения как молекулярно растворенных, так и эмульгированных нефтепродуктов. Приведены кривые фильтрования нефтесодержащих вод и результаты опытных испытаний природного сорбента. Использование хонгурина в процессах водоподготовки и очистки сточных вод от нефтепродуктов представляется целесообразным ввиду его больших запасов и низкой себестоимости.

Представлены экспериментальные данные по получению брикетированных и гранулированных топлив из бурых углей с использованием обогреваемой матрицы и дешевого биосвязующего из угля. Изучено влияние влажности, концентрации биосвязующего, температуры, давления и продолжительности прессования на свойства полученных продуктов. Брикеты и гранулы, полученные в оптимальных условиях, характеризуются теплотой сгорания 24–27 МДж/кг и высокой механической прочностью. Они могут быть использованы как бездымное бытовое топливо и в качестве углеродных восстановителей.

Экспериментально показано, что применение метода замораживание – размораживание для очистки воды от растворимых количеств СаСО₃ в условиях рекомендуемого приготовления талой воды (замораживание водного объема ~0.2 л при –17 ^oС) эффекта не дает. Этот факт объясняется тем, что соль как бы вмерзает в лед. Сделан вывод о том, что изменение концентрации неорганических примесей не может являться решающим физико-химическим фактором для отличия талой воды от исходной.

На основе одновременного гамма-спектрометрического определения в горных породах и донных осадках радионуклидов уранового ряда (²³⁸U, ²²⁶Ra, ²²²Rn, ²¹⁰Pb) и изотопов, поступающих из атмосферы (²¹⁰Pb_aтм и ¹³⁷Cs), получены оценка радиогеохимического фона осадков суши (35–55 Бк/кг), представленных, в значительной мере, продуктами выветривания гранитоидов, а также свидетельства гидродинамического режима формирования осадков за последнее столетие. На южном побережье озера выделены три типа аномалий радиоактивности, на один-два порядка превышающих уровень фона: природные уранорадиевые аномалии; техногенные радиевые аномалии (зола, полученная от сжигания ураноносного угля); техногенные урановые аномалии. В глубоководной зоне по спаду активности ²¹⁰Pb_aтм оценена скорость седиментации за последнее столетие – на уровне 0.2–0.4 мм/год. По соотношениям урана и радия установлено, что в глубоководных осадках доля урана, извлеченного из озерной воды, в 1.5–2 раза превышает долю, поступившую со взвесью. Одним из источников урана для озерной воды явилась эрозия ураноносных углей на протяжении геологического времени. В прибрежной зоне на глубине от 5 до 20 см обнаружен слой, обогащенный радием. Присутствие в осадке высокотемпературного минерала муллита свидетельствует о проникновении в озеро техногенной радиоактивной золы в количестве, вряд ли представляющем опасность для биогеосистемы оз. Иссык-Куль.

Описано состояние поверхностных вод, которые загрязняются отходами свинцово-цинковой обогатительной фабрики г. Салаир (Кемеровская область). Изучен общий солевой состав, общее содержание элементов и их распределение в поверхностных водах вниз по течению реки, во взвеси и донном осадке, а также количество и доли подвижных форм. Отмечено, что в воде Zn, Cd мигрируют в основном в истинно растворенной форме, Ba, Fe, Pb – в сорбированной, а Cu, As распределены приблизительно поровну между этими формами. Показано, что в донных отложениях элементы накапливаются и закрепляются, но могут стать причиной вторичного загрязнения при подкислении среды. Для данного региона металлы Ba, Zn, Cu, Cd представляют наибольшую опасность в экологическом плане.

Приведены результаты экспериментальных работ по извлечению свинца с использованием азотнокислых растворов Fe(NO₃)₃ из PbS свинцового концентрата после его механической активации.

Водород для нужд промышленности получают путем термохимического превращения природного водородсодержащего сырья – угля, природного газа, биомассы – при высоких температурах или электролизом воды. Опубликовано большое число работ, указывающих на то, что водород как свободный элемент Земли не израсходован и его истечение к поверхности Земли продолжается. Обнаружены газовые проявления, в которых содержание водорода составляет от 10 до 50 % (по объему). Можно предполагать, что на определенной глубине водород все еще может являться основной газовой составляющей, но вследствие высокой реакционной способности он вступает в реакции с кислородом и углеродом с образованием воды и реакции гидрирования углеродных включений с образованием углеводородных флюидов. В связи с этим его истечение к поверхности Земли в свободном состоянии не может быть интенсивным. В настоящем обзоре сделана попытка оценить стратегическую, технологическую и экономическую целесообразность поиска, добычи и концентрирования природного водорода, а также экологические преимущества применения водорода природного происхождения как способа сокращения выбросов диоксида углерода.

Приводятся результаты по распределению естественных радиоактивных элементов (урана, радия, тория и калия-40) в почвах Приобского плато и восточной части Кулундинской равнины, отражающих различные физико-географические зоны. Наиболее отчетливая радио-геохимическая зональность выявляется для урана и калия в автономных ландшафтах. Концентрации радия и тория находятся на одном уровне без существенного перераспределения. Предлагается метод оценки выноса урана на протяжении голоцена (12–10 тыс. лет) из почвенно-элювиальных профилей зоны гипергенеза. С использованием этого метода проведена оценка количества вынесенного урана из первого метра почвенного покрова