Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2012 номер 5

Впервые приведены результаты минералого-геохимического исследования техногенных аэрозолей, отобранных в 2011 г. к северо-востоку от Новосибирска в шлейфе выбросов от Новосибирского завода химических концентратов, а также аэрозолей, отобранных в районе Новосибирского оловокомбината и ТЭЦ-3. С помощью методов ИСП-МС, ИСП-АЭС и электронной микроскопии в аэрозолях определены содержания урана и его минеральные образования.

Исследованы грунтовые воды района шламохранилищ низкоактивных отходов Ангарского электролизного химического комбината, производящего обогащенный уран. Установлено, что значения величины E_h изменяются от слабовосстановительных до окислительных, pH - от нейтральных до щелочных. Наличие гидродинамического купола в районе шламового поля обеспечивает энергичное растекание техногенного инфильтрационного стока, в результате чего в зоне техногенного гидродинамического купола могут наблюдаться локальные превышения ПДК по NO₃^-, NO₂^- и NH₄⁺. Щелочные нитратные натриевые растворы характеризуются более высокой минерализацией (до 9 г/л), но во всех пробах грунтовых вод (фоновых, в районе хранилищ твердых и жидких радиоактивных отходов) содержание урана ниже уровня ПДК. С помощью термодинамических расчетов подтвержден состав фаз, способных осаждаться из сбрасываемых шламовых вод при нейтрализации Са(ОН)₂ и отстаивании. Показано возможное увеличение концентраций урана при взаимодействии уранатов кальция с СО₂(р-р). Рассчитаны предельные концентрации урана в растворах, которые определяются растворимостью ураносодержащих минералов, образующихся в зависимости от величины рН, парциального давления СО₂ и наличия катионов (Ca, Si, Al).

Приведены результаты гидрогеохимического мониторинга промышленной площадки ОАО "Новосибирский завод химконцентратов" и экспериментальные данные о демеркуризации грунтов и строительных материалов, в которых была депонирована ртуть. Предложен комплексный подход к демеркуризации и геоконсервации ртутьсодержащих отходов, включающий три этапа: 1) центробежное извлечение ртути из твердых отходов, включая загрязненные грунты, почвы и строительные конструкции; 2) химическая иммобилизация
оставшейся ртути в нерастворимой форме (природный минерал шуеттит); 3) геоконсервация.

Исследована зависимость свойств кальцийфосфатных соединений от способа их выделения из биологического сырья. Проведены физико-химические исследования свойств полученных материалов. Предложенная методика позволяет получать ультрадисперсные порошки биологического гидроксиапатита с регулируемой дисперсностью и составом, максимально приближенным к составу костной ткани. Установлено, что наиболее близко к минеральному матриксу костной ткани кальцийфосфатное соединение, осажденное из раствора, который получен деминерализацией раствором с содержанием хлороводорода 1 моль/л.

Исследованы физико-химические свойства хитозансодержащих растворов и сорбционные свойства углеродных материалов, модифицированных хитозаном. Установлено, что полученные композиционные материалы проявляют анионообменные свойства. Показана достаточно высокая сорбционная способность хитозансодержащих материалов, что позволяет рекомендовать их в качестве сорбентов для концентрирования и извлечения золота, а в дальнейшем - и других тяжелых и радиоактивных металлов.

Изучена ионообменная сорбция церия из водных растворов сульфата природным клиноптилолит-содержащим туфом в широком интервале концентраций (10^-5-10^-2моль/л). Построены изотермы сорбции и определены кинетические параметры процесса.

Изучено влияние различных методов активации древесины осины (размол в мельницах различной конструкции, взрывной автогидролиз, каталитическое окисление пероксидом водорода) и комбинации этих методов на строение, химический состав и реакционную способность активированной древесины. Установлено, что все использованные способы предварительной механической обработки древесины осины приводят к изменению ее надмолекулярной структуры, химического состава и реакционной способности: в активированных образцах возрастает содержание легкогидролизуемых полисахаридов, снижается концентрация трудногидролизуемых полисахаридов и остаточного лигнина, увеличиваются скорости кислотного гидролиза полисахаридов в моносахара и окисления лигнина пероксидом водорода.

Изучено фазообразование в системах "Cyanex 301 (бис(2,4,4-триметилпентил)дитиофосфиновая кислота) - органический растворитель (толуол, октан) - гидроксид натрия - вода - триоктиламин". Показано, что при переводе Cyanex 301 в солевую форму (трехфазная экстракция) достигается разделение органического раствора экстрагента на фазы растворителя и катионообменного экстрагента. Натриевая соль Cyanex 301 практически полностью переходит в новый водно-мицеллярный раствор. Определены условия эффективного разделения компонентов органической фазы и выделения концентрированного Cyanex 301. Исследовано влияние добавок триоктиламина на извлечение никеля в системах с Cyanex 301. Предложена схема извлечения никеля с применением трехфазной экстракции, когда никель извлекают концентрированным раствором Cyanex 301 из кислых растворов выщелачивания руд, экстракт смешивают с органическим раствором амина и реэкстрагируют раствором серной кислоты, а органическую фазу разделяют на исходные компоненты обработкой ее растворами гидроксида натрия.

Методами рентгенофазового анализа, ИК-спектроскопии, термогравиметрии и химического анализа исследовано взаимодействие цитрата висмута (III) состава BiC₆H₅O₇ с водными растворами гидроксида калия в различных концентрациях. Определены условия образования калиевой соли цитрата висмута (III) состава KBiC₆H₄O₇ · H₂O. Показана целесообразность получения данного соединения взаимодействием водного раствора гидроксида калия с цитратом висмута (III) при молярном и массовом их отношении, равном 1.0.

Проведена модификация низкокалорийного бурого угля Сергеевского месторождения методом жидкофазного каталитического алкилирования изопропиловым спиртом. Описаны основные процессы, протекающие при взаимодействии исследуемого угля с изопропиловым спиртом. Установлено положительное воздействие алкилирующей обработки на повышение битуминозности угля, компонентный состав и физико-химические характеристики полученных модифицированных продуктов.

Взаимодействием алкалоидов цитизина, l-эфедрина, d-псевдоэфедрина, аминогликозидов глюкозил- и ксилозилбензиламина с винилоксиэтилизотиоцианатом и его ацетальными производными синтезированы и охарактеризованы новые 2-винил-, N-1-пропаргил- и N-1-фенилоксиэтоксиэтило-N′-аминотиомочевины. На примере N-винилэтокситиокарбамоильных производных l-эфедрина, d-псевдоэфедрина показано, что указанные тиомочевины довольно легко подвергаются гидролизу в присутствии кислот. На основе гидразида салициловой кислоты осуществлен синтез и изучен кислотный гидролиз соответствующего винилоксиэтилтиосемикарбазида. Состав и строение синтезированных тиомочевинных производных подтверждены данными ИК-, ¹Н и ¹³С ЯМР-спектроскопии и масс-спектрометрии, а также рентгеноструктурным анализом.

Приведены результаты сравнительного анализа влияния окислительного модифицирования, проведенного с использованием озона, оксида азота (I) и низкотемпературной кислородной плазмы, на химический состав угля месторождения Хушуут (Монголия) и его способность к термической деструкции.

Впервые исследовано содержание ацетат-иона в крови у больных после кардиохирургических операций в процессе гемодиализа с использованием различных диализирующих растворов. Методом капиллярного электрофореза установлено, что в случае, если в бикарбонатном диализате присутствует небольшое количество ацетат-иона (3 ммоль/л), его концентрация в крови возрастает до 12 раз, а это повышает риск сердечно-сосудистой нестабильности во время гемодиализа.

Исследована сезонная динамика главных ионов (Na⁺, Mg²⁺, K⁺, Ca²⁺, SO₄^2-, Cl^-, HCO₃^-), Si, 52 следовых элементов, органического углерода, pH, O₂ в главном притоке Байкала р. Селенге и впадающих в нее рек на территории России, протоках и озерах дельты, в барьерной зоне оз. Байкал (до 7 км от устья р. Селенги).
Факторным анализом выявлены четыре основные группы, различающиеся по характеру пространственно-временного распределения компонентов в р. Селенге.
Первая группа включает минерализацию воды, главные ионы и некоторые консервативные следовые элементы (B, Br, Sr, Mo, Ba, Re, U). Концентрации этих компонентов максимальны в подледный период (март) и минимальны в период половодья (май), повышены на границе с Монголией и уменьшаются к устью по мере разбавления менее минерализованными водами притоков р. Селенги.
Элементы второй группы связаны с содержанием растворенного органического вещества, способного мобилизовать трудно растворимые и практически нерастворимые элементы (Be, Al, Ti, Fe, Ni, Cu, Ga, Y, Zr, Nb, Hf, РЗЭ, Pb, Th) в тонкодисперсные органоминеральные комплексы. Концентрации этих элементов повышены весной, в период таяния снега и активного выноса органического вещества из водосборного бассейна.
Третья группа элементов (Si, Li, Cr, Mn, Co, Zn, Ge, Rb, Ag, Cd, Sn, Cs, Bi) отражает процессы подкисления вод на фоне сезонной динамики растворенного кислорода. Концентрации этих элементов возрастают по направлению к устью (за исключением Co в период весна - осень и Ge зимой) и значительно повышены зимой.
Четвертая группа элементов (V, As, Sb, I, W, Cu) маркирует слабый трансграничный перенос в летний период. Повышенные концентрации элементов наблюдаются в июле, особенно на верхнем участке реки (0-120 км от границы с Монголией).
Максимальные и средневзвешенные концентрации большинства следовых элементов в р. Селенге ниже аналогичных показателей глобального природного речного фона. Превышение максимальных фоновых концентраций отмечено для Mo (10 %), Mn (10 %) и Ge (60 %). Средневзвешенные фоновые концентрации превышены в 2-5 раз по Zr (2.1), Nb (2.1), Sr (2.5), Ti (2.9), U (3.5), Y (3.5), Zn (3.7), Mo (3.8) и Sn (4.9), что связано с геологическим строением бассейна и естественными процессами мобилизации элементов.
Концентрации Mo, Mn, Cu, Al, Fe, V в основном створе р. Селенги и ее притоках в отдельные сезоны незначительно превышают российские нормативы, установленные для водоемов рыбохозяйственного назначения (в 80 % случаев не более 2 ПДК). В барьерной зоне оз. Байкал зафиксировано превышение рыбохозяйственных нормативов по Mo постоянно (1.2-2.1 ПДК), по Cu зимой (до 1.8 ПДК), летом (до 1.9 ПДК), осенью (до 1.3 ПДК), по V летом (до 1.6 ПДК), по Mn зимой (до 2.2 ПДК).

Изучен химический состав легкой фракции (Т_кип ≤ 300 °С) тяжелой смолы пиролиза (ТСП); идентифицировано более 40 компонентов. Определены содержание и природа кубового остатка ТСП. Установлено, что способ переработки ТСП в основном определяется содержанием нафталина, непредельных соединений и кубового остатка. Изучены процессы полимеризации ТСП с применением инициаторов радикального типа: дикумилпероксида и ди-трет-бутипероксида (ДТБП). Разработаны новые марки нефтеполимерных смол (НПС) с высокой температурой размягчения, которые можно использовать в резиновой промышленности. Предложен способ переработки ТСП с применением кубового остатка ректификации стирола и ДТБП с последующей отгонкой летучих компонентов для получения НПС с требуемыми свойствами и выходом до 68 %.

Исследовано влияние механической активации рисовой шелухи на протекание последующего ферментативного гидролиза. Установлено, что механическая обработка способствует увеличению удельной площади поверхности, разрушению кремнеземной оболочки, покрывающей лигноцеллюлозу, и значительной аморфизации кристаллических участков целлюлозы. В результате степень конверсии полимерных углеводов в растворимые сахара возрастает практически в 13 раз. Таким образом, механоферментативная обработка шелухи риса позволяет получить углеводсодержащий полупродукт, который может быть использован для дальнейшей микробиологической переработки.