авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ

Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ДЕПАРТАМЕНТ ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ...»

-- [ Страница 5 ] --

Полигон «Красный Бор», предназначенный для обезвреживания и захоронения промышленных токсичных отходов, расположен в двух километрах от поселка Красный Бор Ленинградской области, в пяти километрах от Муниципального Образования Колпино (Колпинский район Санкт-Петербурга) и в тридцати километрах от Санкт-Петербурга. Площадь полигона составляет 73 га. За время работы полигоном принято более 1,5 млн. тонн промышленных токсичных отходов. На полигоне «Красный Бор» неоднократно возникали пожароопасные ситуации и пожары. Наиболее сильный пожар произошел 23 июня 2011 г. Тогда в течение 1,5 часа выгорело 5000 м2 площади полигона.

В данной работе для моделирования пожароопасной ситуации и прогноза пожаров в районе полигона «Красный Бор» мы воспользовались методом и технологией, разработанными в СО РАН. Суть метода заключается в максимальном использовании имеющейся лесоустроительной информации о распределении по территории полигона растительных горючих материалов (РГМ) и текущей метеорологической информации. Указанная методика для Ленинградской области была использована впервые. В соответствии с используемой методикой вокруг потенциального очага пожара (по уровню засушливости) были выделены несколько участков с близкими эколого-ландшафтными условиями и проведена оценка их готовности к горению. После этого с учетом характеристики древостоя и прогнозируемой интенсивности пожара на каждом участке оценивались возможные последствия. В заключении разрабатывался регламент тушения пожара, а также в зависимости от площади и скорости распространения фронта огня на каждой стадии определялось оптимальное число рабочих и техники.

С целью верификации используемой модели в настоящей работе был рассмотрен пожар 23 июня 2011 г.

В результате выполненных расчетов и анализа результатов моделирования было установлено, что наиболее пожароопасным является период июнь–июль, так как в это время наблюдаются наиболее высокие температуры воздуха, уменьшается влажность и резко снижается вероятность выпадения осадков.

Прогнозирование развития пожара осуществлялось по выбранным временным интервалам. Контур пожара рассчитывался на конец каждого временного интервала. В данной работе величина этого интервала принималась равной 20 минутам.

Расчет вероятной скорости распространения низового пожара и его силы (интенсивности кромки) проводится в пределах каждого временного этапа прогнозирования: сначала в направлении продвижения фронта пожара, затем по флангам и в тылу. Используя метеорологические данные о ветровом режиме, была рассчитана скорость распространения кромки пожара для фронта (0,6 м/с), флангов и тыла (0,4 м/с). Таким образом, расстояние, которое пройдет кромка пожара по каждому выделу до конца намеченного этапа прогнозирования для пожара в целом 48 м – фронт, 32 м – каждый фланг и тыл. Рассчитав расстояние, которое пройдет кромка пожара, получили площадь всего пожара, которая по расчетам составила 5120 м2.





Полученное значение очень близко к фактически определенной площади. Относительная ошибка составила 2,4 %. Оценка силы пожара также представляется достаточно удовлетворительной. Для ее определения была рассчитана интенсивность кромки пожара. В данном случае она составила 0,5 кВт/м. Следовательно, согласно существующей классификации, пожар является слабым. В то же время следует признать, что в действительности сила пожара была несколько больше. Это связано с тем, что в данной модели не учитывалось (пока не учитывалось) влияние нефтепродуктов, находящихся в почве полигона. Работы в этом направлении проводятся в настоящее время.

В работе также был выполнен предварительный анализ генезиса, структуры и особенностей основных источников риска возможных аварийных ситуаций на полигоне. В частности было установлено, что к числу ситуаций, обладающих наиболее высоким уровнем риска, относится атмосферный перенос от объектов обращения с отходами. Причиной такой ситуации в первую очередь является пожар. При пожаре на полигоне коэффициент дымообразования меняется в достаточно широких пределах, однако следует иметь в виду, что в атмосферу может поступать и переноситься воздушным потоком на значительные расстояния большое количество продуктов сгорания, содержащих вредные вещества первого и второго класса опасности, в том числе канцерогены.

В заключение следует заметить, что рассмотренную модель планируется использовать для прогноза пожароопасности на других полигонах утилизации промышленных и бытовых отходов в Ленобласти.

Научный руководитель– канд.-физ.мат. наук, доцент В. А. Васильев СРАВНИТЕЛЬНЫЙ АНАЛИЗ МОРФОЛОГИИ ПРЕСНОВОДНЫХ МОЛЛЮСКОВ ПОЗДНЕГО ГОЛОЦЕНА НИЗКОЙ И ВЫСОКОЙ ПОЙМЫ МАЛЫХ РЕК КРАСНОЯРСКОЙ КОТЛОВИНЫ (р. БАЗАИХА И р. БЕРЕЗОВКА) Д. Е. Болкунова Сибирский федеральный университет, г. Красноярск Институт экономики, управления и природопользования Моллюски – одни из представителей биоты, получивших свое максимальное развитие в голоцене.

Сведения, полученные в результате детального изучения палеомалакофауны, помогают восстановить палеобиотические события и экологические особенности среды их обитания [1]. Палеомалакофауна на территории Красноярской котловины практически не изучена. Подобные исследования проводились лишь на территории Южно-Минусинской котловины [2, 3].

Целью данной работы является сопоставление морфологических особенностей ископаемых моллюсков из пойменных отложений р. Базаиха и Березовка Красноярской котловины. Работа была выполнена с помощью малакофаунистического метода, основанного на изучении морфологических признаков раковин ископаемых моллюсков и изменении видового состава в ископаемых сообществах.





Раковины голоценовых моллюсков были изучены на примере разрезов Базаиха и Березовка. Мощность разреза низкой поймы р. Базаиха составляет 80 см. Из отложений разреза были отобраны и определены раковин. Мощность разреза высокой поймы р. Березовка составляет 2,5 м. Из отложений разреза были отобраны и определены 3005 раковин ископаемых моллюсков. При изучении морфологии раковин ископаемых моллюсков были исследованы стандартные морфометрические показатели [4].

Класс Bivalvia. Семейство Pisidiidae Gray in Turton, 1857. Вид Pisidium amnicum (Miller, 1774). Размеры раковин из отложений разреза «Базаиха»: ВР – 2,7–1,9 мм, ШР – 3,3–2,3 мм, ВР/ШРср – 0,81 мм. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 3,9-0,5 мм, ШР – 4,3–0,6 мм, ВР/ШРср – 1,22 мм.

Класс Gastropoda;

подкласс Pulmonata. Семейство Lymnaeidae Rafinesque, 1815. Вид Lymnaea (Radix) peregra (Mller, 1774). Размеры раковин из отложений разреза «Базаиха»: ВР – 4,8–1,3 мм, ШР – 3,5–1 мм, ШР/ВРср – 0,68;

ВЗ – 1,6–0,3 мм, ВЗ/Вср – 0,3;

ВПО/Вср – 0,9;

ВУ – 3,5–0,9 мм, ШУ – 2,5–0,7 мм, ВУ/Вср – 0,67. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР –15–1,1 мм, ШР – 6,3–0,8 мм, ШР/ВРср – 0,61;

ВЗ – 8–0,3 мм, ВЗ/Вср – 0,37;

ВПО/Вср – 0,83;

ВУ – 7–0,7 мм, ШУ – 4,3–0,6 мм, ВУ/В ср – 0,61. Вид Lymnea (Galba) corvus (Gmelin, 1791). Раковины в отложениях разреза «Базаиха» отсутствуют. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 10,5–1,7 мм, ШР – 4,9–1 мм, ШР/ВРср – 0,58;

ВЗ – 5,2–0,7 мм, ВЗ/Вср – 0,39;

ВПО/Вср – 0,85;

ВУ – 5,3–0,9 мм, ШУ – 3,3–0,6 мм, ВУ/Вср – 0,61. Вид Lymnaea occulta (O. F. Muller, 1774). Раковины в отложениях разреза «Базаиха» отсутствуют. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 2,2–1,4 мм, ШР – 1,7–1,1 мм, ШР/ВРср – 0,78;

ВЗ – 0,9–0,8 мм, ВЗ/Вср – 0,49;

ВПО/Вср – 0,78;

ВУ – 1,3–0,6 мм, ШУ – 1–0,6 мм, ВУ/Вср – 0,51. Семейство Physidae Fitzinger, 1833. Вид Aplexa hypnorum (Linn, 1758). Раковины в отложениях разреза «Базаиха» отсутствуют. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 6,2–2,1 мм, ШР – 2,9–1,1 мм, ШР/ВРср – 0,49;

ВЗ – 2,5–0,6 мм, ВЗ/Вср – 0,33;

ВПО/Вср – 0,86;

ВУ – 4–1,5 мм, ШУ – 2–0,6 мм, ВУ/Вср – 0,66. Семейство Planorbidae Rafinesgue, 1815. Вид Anisus spirorbis (Linn, 1758). Раковины в отложениях разреза «Базаиха» отсутствуют.

Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 1,7–0,3 мм, ШР – 7,3–0,3 мм, ШР/ВРср – 2,83;

ВУ – 1,5–0,3 мм, ШУ – 1,9–0,3 мм. Вид Gyraulus laevis (Alder, 1838). Размеры раковин из отложений разреза «Базаиха»: ВР – 1,1–0,7 мм, ШР – 2,2–1,7 мм, ШР/ВРср – 2,02;

ВУ – 0,9–0,6 мм, ШУ – 2,2–1,7 мм. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 1,8–1,7 мм, ШР – 4,9–4 мм, ШР/ВРср – 0,96;

ВУ – 1,6–1,2 мм, ШУ – 1,8–1,6 мм. Вид Gyraulus rossmaessleri (Auerswald, 1851). Размеры раковин из отложений разреза «Базаиха»: ВР – 3,1–0,9 мм, ШР – 4,3–1,1 мм, ШР/ВРср – 1,81;

ВУ – 1,5–0,8 мм, ШУ – 2,1–0,8 мм. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 2,2–0,5 мм, ШР – 5,5–1,1 мм, ШР/ВРср – 2,39;

ВУ – 1,9–0,4 мм, ШУ – 2,3–0,5 мм. Вид Gyraulus albus (Mller, 1774). Размеры раковин из отложений разреза «Базаиха»: ВР – 1,1–1 мм, ШР – 3,1–2,9 мм, ШР/ВРср – 2,86;

ШУ – 1,3–1,2 мм. Размеры раковин из отложений разреза «Березовка»: ВР – 1–0,8 мм, ШР – 6,3–1,6 мм, ШР/ВРср – 3,65 мм;

ВУ – 1,5–0,8 мм, ШУ – 1,5–0,6 мм.

Установлено, что раковины ископаемых моллюсков из пойменных отложений Красноярской котловины относятся к трем типам: двустворчатая (Pisidiidae (Gray in Turton, 1857)), спирально-коническая (Lymnaeidae (Rafinesque, 1815), Physidae (Fitzinger, 1833)), спирально-плоскостная (Planorbidae (Rafinesgue, 1815)). В результате сопоставления морфологических особенностей голоценовых моллюсков установлено, что ископаемые раковины из отложений разреза Базаиха отличаются меньшими размерами по сравнению с раковинами из отложений разреза Березовка.

Литература 1. V. Lozek. Quartarmollusken der Tschechoslowakei. – Praha, 1964. – 362 c.

2. Г. Ю. Ямских. Растительность и климат голоцена Минусинской котловины. – Красноярск: изд-во Красноярского гос. ун-та, 1995. – 180 с.

3. Н. В. Лебедева. Моллюски голоцена Южно-Минусинской котловины: автореф. дис. канд. к.г.-м. наук:

25.00.02. – Томск, 2011. – 26 с.

4. В. И. Жадин. Моллюски пресных и солоноватых вод СССР. – М.: изд. АН СССР, 1952. – 377 с.

Научные руководители – д-р геогр. наук, проф. Г. Ю. Ямских;

канд. геол.-мин. наук Н. В. Лебедева ОПЫТ РЕКОНСТРУКЦИИ ПРИРОДНОЙ СРЕДЫ ПОЗДНЕГО НЕОПЛЕЙСТОЦЕНА ДЛЯ КУРТАКСКОГО АРХЕОЛОГИЧЕСКОГО РАЙОНА ПО ФАУНЕ КРУПНЫХ МЛЕКОПИТАЮЩИХ Д. Г. Маликов, К. А. Изгагина Томский государственный университет, Хакасский государственный университет, г. Абакан Куртакский археологический район (далее Куртак) располагается в 120 км к югу от г. Красноярска, на левом берегу реки Енисей близ посёлка Куртак. Он является довольно крупным и известным местонахождением плейстоценовой териофауны. Из Куртака происходит большое количество представительных остатков крупных млекопитающих, преимущественно, относящихся к финалу позднего неоплейстоцена. Эти кости серого цвета испещрены характерной сеткой от растворения поверхности корнями растений, что свидетельствует об их происхождении из субаэральных отложений [1].

Весной 2012 г. силами сотрудников зоологического музея Хакасского государственного университета им. Н. Ф. Катанова на территории Куртака были произведены сборы палеофаунистического материала.

Материалы с Куртака хранятся в фондах музея, они каталогизированы и внесены в общую базу данных музейных коллекций с присвоением соответствующих номеров. В общей сложности было собрано 90 единиц хранения.

Все остатки принадлежат типичным представителям мамонтового фаунистического комплекса. Как и в большинстве местонахождений аллювиального типа, чаще всего встречаются наиболее твёрдые части скелетов – зубы и кости конечностей (плюсневые, пястные, таранные), заметно реже – рога, позвонки и нижние челюсти. В таблице приведён список остеологического материала, полученного в ходе сборов.

Можно заметить, что в сборах преобладают остатки Bison priscus и Equus sp., которые в совокупности составляют 86 единиц от имеющихся сборов. Остатки прочих видов единичны. Отдельно следует отметить наличие в сборах остатков волка – Canis lupus и человека – Homo sp.(предположительно палеолитического).

Остатки хищников в местонахождениях аллювиального типа крайне редки, поскольку, как известно, хищные млекопитающие редко держатся на открытых пространствах и, следовательно, вероятность их попадания в подобный тафоценоз заметно снижается. Фрагмент черепа человека свидетельствует (если подтвердится, что последний является фоссильным) о том, что на этой территории имела место деятельность палеолитического человека.

Остатки фауны крупных млекопитающих позднего неоплейстоцена в сборах 2012 г. Куртак Вид Кость Alces Bison Capreolus Canis Cervus Coelodonta Equus Mammuthus Homo alces priscus sp. lupus sp. antiquitatis sp. primigenius sp.

- 12 - - - 1 3 4 dentes - 1 - 1 - - - mandibula - - - - - - - - cranium 1 4 1 - 2 - - - cornua - 2 - - 1 - - 1 atlas - 1 - - - - 1 - tibia - 5 - - - - 4 - astragalus - 4 - - - - 3 - os calcaneus - 15 - - - - 8 - metapodium 2 6 - - 1 - 5 - phalanx Всего 3 50 1 1 4 1 24 5 На основе данных, полученных в ходе нашего исследования и имеющихся в литературе [1, 2], можно провести реконструкцию ландшафта.

В конце позднего неоплейстоцена север Минусинской котловины представлял собою обширные разнотравно-полынные степи, чередующиеся с лесостепями, по долинам рек были развиты луговые фитоценозы. Эти ландшафты дополнялись многочисленными стадами бизонов, лошадей, сайгаков, северных оленей. Нередко можно было встретить и более крупных животных, таких как мамонт, шерстистый носорог. На границах с лесостепью обитали лось, большерогий олень. Среди хищников типичны были волки, лисы, барсуки, пещерные гиены и львы. Помимо этих хищников на берегах древнего Енисея вёл охотничью деятельность древний человек.

В целом, можно отметить, что на исследуемой территории функционировала стабильная и весьма продуктивная экосистема, сравнимая по многим компонентам с современной африканской саванной.

Литература 1. С. К. Васильев, Н. Д. Оводов. Бизоны (Bison priscus Bojanus, 1827) позднего плейстоцена Алтая и юга средней Сибири. // Енисейская провинция. Альманах. Выпуск 4. – Красноярск: Красноярский краевой краеведческий музей, 2009. – 424 с.

2. Н. Д. Оводов. Изменение Северо-восточной границы ареала сурка в позднем антропогене. // Грызуны.

Материалы VI всесоюзного совещания. – 1983 год. – стр. 26-28.

Научный руководитель – канд. геол-минерал. наук, доцент А. В. Шпанский ТЕНДЕНЦИЯ ИЗМЕНЕНИЯ СУММ АКТИВНЫХ ТЕМПЕРАТУР НА ТЕРРИТОРИИ ТАМБОВСКОЙ ОБЛАСТИ Н. А. Галушкина Тамбовский государственный университет им. Г. Р. Державина Институт естествознания Активная температура является одним из определяющих климатических факторов, влияющих на рост и плодоношение, продолжительность фаз развития, сроков созревания урожая, а также на вызревание побегов. В агрометеорологии принято учитывать активную температуру воздуха по средним суточным величинам [1]. Сумма активных температур рассчитывается как сумма среднесуточных температур за те дни, когда эта температура превышает 10° C.

Целью нашей работы стал анализ данных об активных температурах воздуха на территории Тамбовской области за период с 1938 г. по 2010 г.

Данные для исследований были предоставлены Тамбовским областным центром по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. Расчеты проводились по семи метеостанциям: Моршанск, Мичуринск, Кирсанов, Тамбов, Обловка, С-х Ленина, Жердевка.

На протяжении всего временного периода значения сумм активных температур значительно изменялись.

Для анализа этих изменений был построен график, представленный на рисунке. На графике отображено, как годовая сумма активных температур медленно возрастает, однако вклад тренда в дисперсию (R2) составляет всего лишь 2,98 %. Коэффициент тренда показывает, что сумма активных температур за год увеличивается в среднем на 2,03° С.

При сравнении данных по каждой метеостанции наибольший вклад тренда в дисперсию (R2) зафиксирован на метеостанции Обловка и равен 8,94 %, а наименьший – на метеостанции Жердевка 0,5 %.

Наибольший коэффициент тренда, показывающий, на сколько градусов возрастает сумма активных температур в среднем за каждый год в течение исследуемого периода, отмечен на метеостанции Обловка – 3,89. Наименьший коэффициент был отмечен на метеостанции Жердевка – 0,83.

При анализе данных можно было заметить, что наибольшие суммы активных температур были отмечены в 2010 г. на всех метеостанциях области, наименьшие – в 1941 г. на 5 метеостанциях. Наименьшая сумма активных температур была получена на метеостанции Кирсанов в 1941 г. – 1834, а наибольшая была зафиксирована в 2010 г. на метеостанции Жердевка – 3414.

Временной ряд изменения средних значений сумм активных температур, осредненных по территории Тамбовской области, в отклонениях от средних значений за период 1938–2010 гг.

На основании проведённого нами анализа можно сделать вывод о том, что наиболее выражена тенденция повышения значений сумм активных температур на метеостанции Обловка, а на остальных метеостанциях тенденция менее значительна.

Если показатель суммы активных температур имеет тенденцию к повышению, значит, и вегетативный период растений также увеличивается, соответственно на территории Тамбовской области смогут полноценно вызревать более теплолюбивые культуры.

Литература 1. Наставление гидрометеорологическим станциям и постам. Метеорологические наблюдения на станциях. Ленинград: Гидрометиздат, 1985. – 301 с.

Научный руководитель – канд. геогр. наук, доцент М. Е. Буковский КОМПЛЕКСНЫЙ АНАЛИЗ ГЕОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПРОБЛЕМ ДЛЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ УСТОЙЧИВОГО РАЗВИТИЯ МУНИЦИПАЛЬНЫХ ОБРАЗОВАНИЙ Е. Е. Фатеева Нижегородский государственный архитектурно-строительный университет Ключ к устойчивому развитию территорий, безусловно, лежит в оптимальном использовании и организации жизненного пространства. Инструментом, который способствует оптимальному решению геоэкологических проблем региона, является пространственное планирование. Пространственное планирование представляет собой формализованное представление об оптимальной пространственной организации территории. Это представление основано на всестороннем научном изучении природного и социального факторов: экономико-географического положения территории, природных, производственных, демографических ресурсов, агропромышленного, лесного комплексов, состояния окружающей среды и прочих показателей и должно представлять собой программу, которая эту оптимальную организацию территории и призвана обеспечить. Целью данного исследования является комплексный анализ геоэкологических проблем, их ранжирование, а также определение возможности решения некоторых геоэкологических проблем на муниципальном уровне.

Анализ геоэкологических проблем проводился на примере Дальнеконстантиновского района Нижегородской области. Особенностью данного района является его близость к крупным индустриальным центрам, но вместе с этим на территории сохраняется благоприятная экологическая обстановка. Подобные районы представляют наибольший интерес для застройщиков, они активно осваиваются. В районах имеется множество геоэкологических проблем, необходимо вырабатывать реальные механизмы их решения, что более приемлемо на уровне муниципалитета.

На первом этапе исследования был определен потенциал загрязнения атмосферы. Выяснено, что Дальнеконстантиновский муниципальный район находится в зоне умеренного потенциала загрязнения атмосферы. Следующим этапом являлось определение классов опасности предприятий и определение размеров санитарно-защитных зон по Сан ПиН 2.2.1/2.1.1.1200-03 «Санитарно-защитные зоны и санитарная классификация предприятий, сооружений и иных объектов».

Анализ особенностей территории показал, что крупные предприятия в Дальнеконстантиновском районе отсутствуют. Было установлено, что в районе расположены предприятия не выше третьего класса опасности, размер санитарно-защитной зоны равен 100 м. Определено, что предприятия 3 класса опасности составляют 20 %, 4 класса опасности – 70 %, 5 класса опасности – 10 %. Также выяснено, что режим санитарно-защитных зон предприятий нарушается в 35 % случаев. Негативное воздействие на состояние атмосферы оказывают МУП ЖКХ, ОАО «АгродокМаш», АОЗТ «Ритм», ОАО «Суроватихинский завод аппаратуры связи», ООО ДК «Леспром», ОАО «Дубки», ООО «Дальнеконстантиновский молочный завод».

В процессе работы были определены водоохранные зоны и береговые полосы для рек Дальнеконстантиновского района. Для 10 рек, протяженность которых составляет менее 10 км, водоохранная зона равна 50 м, для 13 рек с протяженностью 10–50 км водоохранная зона составляет 100 м, для 4 рек с протяженностью более 50 км водоохранная зона составляет 200 м. Береговая полоса для 10 рек (протяженность которых от истока до устья не более чем 10 км) равна 5 м. Режим охраны водоохранных зон и береговых полос не всегда соблюдается.

В Дальнеконстантиновском районе в 2 км от р.п. Дальнее Константиново располагается свалка твердых бытовых отходов, которая имеет статус усовершенствованной свалки для неутилизированных твердых промышленных отходов. Было определено, что свалка твердых бытовых отходов отнесена ко II классу опасности и размер санитарно-защитной зоны составляет 500 м.

На территории Дальнеконстантиновского района находится 15 скотомогильников, в ходе анализа было выяснено, что они относятся к I классу опасности и размер санитарно-защитной зоны составляет 1000 м.

Установлено, что режим санитарно-защитных зон скотомогильников не соблюдается в 73 % случаев. Было определено, что основными нарушениями содержания скотомогильников в Дальнеконстантиновском районе является несоблюдение санитарно-защитной зоны от скотомогильников до жилых и общественных зданий около д. Лазазей, д. Хмелевая Поляна, с. Малая Пица, с. Белозерово, с. Сарлей, с. Берсеменово.

На территории Дальнеконстантиновского муниципального района располагается 37 территорий ритуального значения, было определено, что они относятся к IV классу опасности и установлен размер санитарно-защитной зоны, который составляет 100 м. В процессе исследования выяснено, что режим санитарно-защитных зон территорий ритуального значения не соблюдается в 43 % случаев.

В процессе комплексного анализа геоэкологических проблем были выработаны рекомендации по обеспечению устойчивого развития и оптимизации территории муниципального образования:

ликвидация несанкционированных свалок с последующим проведением рекультивации территории;

закрепление на местности границ водоохранных зон и границ прибрежных защитных полос специальными информационными знаками;

разработка и утверждение схемы санитарной очистки муниципального образования.

Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент М. А. Патова ЭКОПРОЕКТ «ВОЙДИ В ПРИРОДУ ДРУГОМ»

Г. В. Игнатова Бирский филиал Башкирского государственного университета В настоящее время экологическое образование становится все более необходимым. Это связано с тяжелой экологической ситуацией на земле. Башкортостан сегодня относится к регионам с экологической опасностью. Основой изменения отношения к природе должна быть установка на непрерывный экологический всеобуч, начиная еще с дошкольного возраста.

Я живу в маленьком селе Суслово и меня очень беспокоит экологическое состояние нашей деревни.

Находящиеся на территории села родники, чистая вода реки Бирь привлекают горожан, которые, приезжая, оставляют за собой скопище мусора. Поэтому я создала программу, которая должна решать следующие задачи.

Цели и задачи:

привлечение внимания к экологической обстановке села;

создание информационной базы по вопросам природоведения и по всем аспектам экологии;

привитие навыков природопользования, бережного отношения к природе;

организация работы в помощь изучению экологии в школьной программе, развитие потребности в общении с природой и способности наслаждаться ее красотой и величием;

повышение экологической грамотности, вооружение навыками экономного, бережного использования природных ресурсов;

формирование активной гуманной позиции по отношению к природе;

обеспечение равноправного доступа для всех пользователей к экологической информации, экологическим знаниям;

привлечение новых пользователей – неравнодушных к проблемам экологии.

Пути реализации проекта:

установление связи с общественностью;

реклама проекта (совершенствование контактов между органами местного самоуправления, школой и детским садом).

Разработка приоритетных направлений программы:

а) «Экология родного края» (подготовка и проведение акций: «Чистый берег», «Посади дерево»);

б) «Экология души» (подготовка и проведение конкурсов «Лучший двор», «Праздник цветов»);

в) «Экология и дети».

Разработка положений конкурсов на лучшее сочинение «Мы любим свой край», викторины «Знатоки природы»:

организация мероприятий (беседы, викторины, обсуждения, выставки);

подготовка, организация и проведение основных мероприятий;

подведение итогов акций, конкурсов, викторины;

анализ результатов работы.

Реализация проекта позволит решить задачи:

привлечение внимания общественности к проблемам экологии;

обеспечение детей, подростков, молодежи общественно-полезным досугом;

расширение базы данных по экологии Башкортостана, г. Бирска и Бирского района.

Основные мероприятия по реализации проекта Наименование № Форма проведения Исполнители Сроки мероприятия Акция Школа, СДК, 1 «Чистый берег» июль (очистка берега р. Бирь) население 2 «Посади свое дерево» Акция С/совет, школа, СДК май Конкурс июнь– 3 «Лучший двор» Школа, СДК, население (облагораживание участка) август 4 «Праздник цветов» Конкурс С/совет, школа, СДК август 5 «В гостях у зеленого друга» Экскурсия в кедровый лес Школа сентябрь 6 «Мы любим свой край» Конкурс сочинений Школа, библиотека сентябрь 7 «Знатоки природы» Викторина Школа сентябрь 8 «Экологический праздник» Очистка территории села СДК, население, С/совет сентябрь 9 «Я люблю. Я берегу» Выставка рисунков Школа сентябрь «Сохранить природу – 10 Беседа Библиотека сентябрь сохранить жизнь»

Результат моего проекта – привлечение внимания молодого поколения к экологическим проблемам нашего села, формирование бережного отношения к окружающему миру, природе, участие в проводимых акциях. Необходима перемена сложившихся стереотипов отношения человека и природы.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент С. А. Лыгин ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ КАТАЛИЗ И АДСОРБЦИЯ ИССЛЕДОВАНИЕ КАТАЛИТИЧЕСКОГО ПОВЕДЕНИЯ Cl- И Br-СОДЕРЖАЩИХ ФОРМАЗАНАТОВ Fe(II) В РЕАКЦИИ ОЛИГОМЕРИЗАЦИИ ЭТИЛЕНА  И. С. Павлова1, Г. П. Белов2, И. И. Хасбиуллин2, Уральский государственный лесотехнический университет, г. Екатеринбург Институт проблем химической физики РАН, г. Черноголовка Казанский национальный исследовательский технологический университет, г. Казань Проблема рационального, комплексного использования нефтяного сырья с переработкой всех побочных продуктов стала очень острой в связи с истощением природных ресурсов нефти и, как следствие, прогрессивного увеличения цен на данное сырьё. Решение этой проблемы многие нефтехимические комплексы нашли в использовании процессов переработки сырья с использованием металлорганических катализаторов (МК), разнообразие которых достаточно велико в настоящее время. Однако не все они соответствуют таким основным требованиям, как высокая эффективность катализа и обеспечение наивысшей селективности по выходу полезных продуктов реакции.

В представленной работе было изучено каталитическое поведение в реакции олигомеризации этилена новых металлокомплексов железа(II) (рис.) на основе лигандов класса гетарилформазанов, отличающихся природой и количеством входящих в их структуру атомов галогенов, способных оказывать положительное влияние на ход процесса катализа. Все синтезированные металлокомплексы железа(II) имеют состав L2M и характеризуются псевдооктаэдрическим строением координационного узла атома железа, сформированного атомами азота формазановой группировки.

Состав исходных формазанов и внутрикомплексных соединений Fe(II) на их основе № лиганда № МК R 1.1: R1=C2H5, R2=Н, R3=Cl, X=S 1.1Fe N N R NH 1.2: R1=C7H15, R2=Cl, R3=Cl, X=S 1.2Fe X N N 1.3: R1=CH3, R2=Cl, R3=Cl, X=NCH2C6H5 1.3Fe 1.4: R1=CH(CH3)2, R2=H, R3=Br, X=S 1.4Fe R Каталитические испытания формазанатов железа(II) 1.1Fe–1.4Fe были проведены при следующих оптимальных условиях: Vсмеси= 60 мл, Т=80°С, Pэтилена=2МПа, CFe=4·10-5моль/л, растворитель – толуол, а в качестве сокатализаторов реакции использовали МАО (метилалюмоксан) и Al(C2H5)2Cl.

Показано, что в присутствии МАО формазанат 1.1Fe, имеющий один атом хлора R3=Cl в составе арильного заместителя лиганда, демонстрирует достаточно хорошую селективность по получению -олефинов: выход гексена-1 составил 95 %, а метил- и метиленциклопентанов в качестве побочных продуктов реакции – всего 5 %. Однако удвоение содержания атомов хлора (R2=Cl, R3=Cl) в каждой молекуле лиганда в составе металлокомплексов 1.2Fe–1.3Fe негативно сказывается на выходе полезных продуктов процесса олигомеризации: резко до 15–20 % увеличивается содержание метил- и метиленциклопентанов при уменьшении выхода полезных продуктов – 80–85 % (бутен-1, гексен-1, октен-1).

Интересный факт отмечен при использовании формазаната 1.4Fe, атом хлора в арильном фрагменте которого замещён на бром (R3=Br), – удаётся добиться наибольшей селективности и 99% выхода продуктов (гексен-1) процесса тримеризации этилена.

При использовании в качестве сокатализатора диэтилалюминийхлорида (Al(C2H5)2Cl) тенденция, выявленная при использовании МАО, не сохраняется, наоборот для 1.1Fe и 1.4Fe установлен наименьший выход -олефинов (45–65 %) при содержании до 35–55 % высших углеводородов как побочных продуктов.

При этом наличие двух атомов хлора R2=Cl, R3=Cl в формазановой молекуле способствовало увеличению активности каталитической системы на основе металлокомплексов 1.2Fe, 1.3Fe с преимущественным получением олефинов с минимальным содержанием примесей высших углеводородов.

Таким образом, показана возможность существенного влияния на активность синтезированных комплексов железа(II) и состав получаемых продуктов реакции за счёт направленного синтеза лигандов, отличающихся количеством и природой галоген-заместителей в их составе, а также выбора соответствующего типа сокаталитического агента.

Работа выполнена при финансовой поддержке грантов РФФИ №11-03-90724-моб_ст, №11-03-00181-а.

Научный руководитель – д-р хим. наук, профессор И. Г. Первова СИНТЕЗ И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОКАТАЛИТИЧЕСКОЙ АКТИВНОСТИ ДИОКСИДА ТИТАНА, ПРОМОТИРОВАННОГО НИТРАТОМ УРАНИЛА, В УФ И ВИДИМОЙ ОБЛАСТЯХ СПЕКТРА Т. Н. Филиппов Новосибирский национальный исследовательский государственный университет Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск Фотокаталитические методы находят всё большее применение в процессах окисления органических веществ, синтезе органических соединений путем парциального окисления и в процессах фотокаталитического выделения водорода. Наибольшее применение в качестве фотокатализатора получил TiO2. Однако TiO2 активен только в ближнем ультрафиолетовом свете (380нм), доля которого составляет всего 4 % от солнечного света, в то время как видимая область составляет 43 %. Поэтому актуально создание эффективного фотокатализатора, активного в видимой области спектра.

Ранее было показано, что ионы уранила в воде могут быть сенсибилизированы видимым светом [1].

Поэтому для синтеза фотокатализатора на видимый свет было предложено модифицировать ряд оксидов (TiO2, SiO2, Al2O3) нитратом уранила. Содержание UO2(NO3)2 варьировалось от 0.2% до 10%.

Начальная скорость образования ацетальдегида, ppm/мин Разница интегралов спектров, нм*% 4 0 2 4 6 Содержание U, масс. % TiO (Kronos vlp 7000) 0 400 800 1200 Разница интегралов спектров области 420-520 нм, нм*% Зависимость скорости образования ацетальдегида в реакции фотокаталитического окисления паров этанола от разницы интегралов спектров диффузного отражения (в диапазоне 420-520 нм) UO2(NO3)2/TiO2 и чистого TiO2. На вставке: зависимость разницы интегралов спектров от содержания U Активность катализаторов исследовалась в реакции окисления паров этанола в статическом реакторе при комнатной температуре. В качестве источника излучения использовалась Xe-лампа установки ЛОС-2.

Видимую область спектра ( 420 нм) выделяли с помощью фильтра ЖС-11. Состав реакционной смеси анализировали на газовом хроматографе ЛХМ-8.

В ходе экспериментов было установлено, что на TiO2, промотированном UO2(NO3)2, в отличие от оксидов кремния и алюминия, протекает полное окисление этанола до СО2 и H2O под действием видимого света. В качестве промежуточного газообразного продукта был зарегистрирован только ацетальдегид.

Исследовали также влияние носителя и длины волны видимого света. Скорость фотоокисления этанола на UO2(NO3)2/TiO2 образцах оказалась существенно выше, чем на образцах оксидов кремния и алюминия, модифицированных нитратом уранила. Показана высокая активность урансодержащих фотокатализаторов вплоть до длин волн 470–480 нм, соответствующих зелёному цвету в видимой области спектра.

Литература 1. E. Rabinowitch, R. L. Belford Spectroscopy and Photochemistry of Uranyl Compounds Pergamon, London. – 1964.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент Д. В. Козлов РЕАКЦИОННАЯ СПОСОБНОСТЬ Cu-СОДЕРЖАЩИХ ZSM-5 КАТАЛИЗАТОРОВ В DeNOx А. В. Сальников, А. Г. Яблокова Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск Среди модифицированных катионами переходных металлов цеолитов большой интерес представляют Cu-замещенные цеолиты ZSM-5, что обусловлено их высокой реакционной способностью в прямом разложении NO и N2O, селективном восстановлении NOx углеводородами в присутствии кислорода, разложении N2O, инициируемом незначительными количествами NO, и других.

Традиционно для приготовления медь-содержащих ZSM-5 используют метод ионного обмена H-, NH4 или Na-форм цеолита с соединениями меди в растворе или твёрдой фазе. В ионообменных образцах содержание меди, как правило, ограничивается 100 %-м уровнем обмена (Cu/Al0,5), а преобладающим электронным состоянием меди являются изолированные ионы, стабилизированные в обменных позициях цеолита [1, 2]. Протекание гидролиза, свойственное большинству солей меди в водных средах с pH39, приводит к нарушению закономерностей ионного обмена и формированию структур меди с внекаркасным кислородом [1, 2]. Поскольку предполагается большая реакционная способность структур меди с внекаркасным кислородом по сравнению с изолированными ионами, то большое внимание исследователей уделяется способам синтеза медьсодержащих цеолитов, обеспечивающим преимущественную стабилизацию таких структур меди [3].

Целью данной работы было изучение реакционных свойств медьсодержащих ZSM-5 катализаторов в реакциях удаления оксидов азота (N2O и NO) при различных способах их приготовления. Катализаторы были синтезированы методом гидролитической поликонденсации и методом ионного обмена. Концентрация меди варьировалась от 1 до 3 мас. %, отношение OH/Cu = 3. Исследованы каталитические свойства в реакции разложения N2O и селективном восстановлении NO пропаном. По результатам полученных данных были сделаны следующие выводы.

Показано, что увеличение концентрации меди в обеих сериях катализаторов приводит к существенному увеличению каталитической активности Cu-ZSM-5 катализаторов в реакции разложения N2O. Образцы с содержанием меди 1мас. %, полученные гидролитической поликонденсацией и ионным обменом, имеют сопоставимую каталитическую активность;

отметим, что, согласно [1], медьзамещённый 1 % Cu-ZSM- содержит преимущественно изолированные ионы Cu2+. Однако при больших концентрациях меди (23 мас. %) сверхобмененные образцы Cu-ZSM-5 обладают большей активностью по сравнению с образцами, полученными методом гидролитической поликонденсации.

В селективном каталитическом восстановлении NO пропаном, образцы Cu-ZSM-5 с содержанием меди 1 мас. % и более, полученные ионным обменом, являются более активными во всём исследованном интервале температур. Кроме того, при увеличении содержания меди до 3 мас. % в образцах, полученных гидролитической поликонденсацией, наблюдается уменьшение активности в области высоких температур.

Последнее, согласно сделанному в [3] предположению, может быть связано с преобладанием в этом образце объёмных поверхностных медь-оксидных частиц, ограничивающих доступ реагентов к активным центрам, локализованным в каналах цеолита.

Степень превращения N2O и NO в присутствии катализаторов Cu-ZSM-5, полученных поликонденсацией (кр. 1, 2, 3) и ионным обменом (кр. 4, 5) c содержанием меди (мас. %): 1 (кр. 1 и 4), 2 (кр. 2 и 5) и 3 (кр. 3) Литература 1. S. A. Yashnik, Z. R. Ismagilov, V. F. Anufrienko // Catal. Today. – 2005. – V.110. – P.310-322.

2. A. V. Kucherov, A. A. Slinkin // Zeolites. – 1986. – V.6. – P.175-180.

3. O. P. Krivoruchko, T. V. Larina, R. A. Shutilov, V. Yu. Gavrilov, S. A. Yashnik, V. A. Sazonov, I. Yu. Molina, Z. R. Ismagilov // Appl. Catal. B: Environ. – 2011. – 103. – P. 1-10.

Научные руководители – канд. хим. наук С. А. Яшник, чл.-корр. РАН З. Р. Исмагилов ВЛИЯНИЕ СПОСОБА ВВЕДЕНИЯ ПАЛЛАДИЯ В СТРУКТУРУ ОКСИДА ЦЕРИЯ НА ФАЗОВОЕ, ЗАРЯДОВОЕ СОСТОЯНИЕ И АКТИВНОСТЬ КАТАЛИЗАТОРОВ Pd/CeO Д. Ю. Осадчий Новосибирский национальный исследовательский государственный университет Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск В настоящее время одной из перспективных областей научных исследований является изучение и разработка катализаторов низкотемпературного окисления СО (НТО СО, Т 150°C), находящая ряд таких важных экологических приложений, как дожигание CO в выхлопных газах автомобилей, создание систем очистки воздуха и сверхчувствительных сенсоров CO. В связи с этим большой интерес вызывают модельные системы Pd/CeO2, которые отличаются высокой активностью при низких температурах, термической стабильностью и удобством для исследования физическими методами. Большое значение для исследования процессов активации СО на данных катализаторах имеет установление состояния активного компонента, что требует применения комплекса методов исследования структуры образца и состава его поверхности, таких, как РФА и РФЭС соответственно.

Ранее методом РФЭС было показано, что палладий на поверхности активных в реакции НТО СО катализаторов, полученных методом пропитки по влагоёмкости, находится в двух окисленных формах, которые были определены как твёрдый раствор палладия в оксиде церия PdxCe1-xO2- и окисленные кластеры PdOx [1]. По энергии связи линии Pd3d в РФЭ-спектрах данные состояния не соответствуют ни оксиду PdO, ни металлическому палладию, которые наблюдаются на поверхности неактивных в реакции НТО СО катализаторов Pd/Al2O3 [2]. Для выявления роли данных форм палладия в процессе активации СО и определения их структурных характеристик большое значение имеет получение и исследование модельных систем, содержащих исследуемые фазы в индивидуальном состоянии. В связи с этим для синтеза фазы твёрдого раствора PdxCe1-xO2- был применён метод соосаждения из раствора, который широко используется в катализе для получения гомогенных оксидных фаз. Целью данной работы стало определение каталитической активности и исследование методами РФЭС и РФА зарядовых состояний атомов поверхности и структурных характеристик фазы PdxCe1-xO2- в зависимости от температуры прокаливания в катализаторах, приготовленных методами пропитки и соосаждения.

Методами пропитки по влагоёмкости и соосаждения были приготовлены катализаторы 8% Pd/CeO2, которые впоследствии были прокалены при температурах 450, 600 и 800°С. По данным РФЭС, палладий на поверхности катализаторов, полученных соосаждением, находится в фазе твёрдого раствора и окисленных кластеров. Фазы PdO и металлического палладия при этом не наблюдается. Это подтверждается данными РФА, согласно которым образцы при низких температурах прокаливания характеризуются исключительно структурой оксида церия, но с увеличенным параметром решётки (5.435 по сравнению с 5.411 для чистого оксида церия). Повышение температуры прокаливания приводит к снижению параметра решётки фазы и увеличению доли кластеров в РФЭ-спектрах. Это сопровождается повышением активности катализаторов (Т50 снижается с 25°C после прокаливания при 450°C до 13°C после прокаливания при 600°C). Прокаливание при 800°C приводит к появлению рефлексов фазы PdO и снижению активности катализаторов (Т50 = 40°C).

Катализаторы, полученные пропиткой, изначально характеризуются наличием палладия в фазах твёрдого раствора и PdO, о чём свидетельствуют результаты исследований методами РФЭС и РФА. Согласно данным РФЭС, повышение температуры прокаливания приводит к образованию оксидных кластеров и снижению доли палладия фазы PdO на поверхности. Тем не менее, активность катализаторов при повышении температуры прокаливания меняется незначительно (Т50 составляет 22 – 25°С). Параметр ячейки фазы твёрдого раствора оказывается выше, чем у чистого оксида церия (5.417 ), но значительно меньше, чем в случае приготовленных соосаждением катализаторов. При этом при увеличении температуры прокаливания параметр ячейки фазы остаётся практически неизменным.

Таким образом, в ходе работы было показано, что применение методов пропитки и соосаждения приводит к получению катализаторов, сильно различающихся по фазовому составу, структурным характеристикам фаз, содержанию атомов в различных зарядовых состояниях на поверхности и поведению при прокаливании. Возможные причины данных различий будут обсуждены в докладе.

Литература 1. A. I. Boronin et al. Investigation of palladium interaction with cerium oxide and its state in catalysis for low temperature CO oxidation //Catalysis Today. – 2009. – 144. – №3-4 – стр. 201-211.

2. A. S. Ivanova et al. Metal-support interactions in Pt/Al2O3 and Pd/Al2O3 catalysts for CO oxidation // Applied Catalysis B: Environmental. – 2010. – 97. – №1-2 – стр. 57-71.

Научные руководители – д-р хим. наук, проф. А. И. Боронин, канд. хим. наук Р. В. Гуляев СИНТЕЗ ЭРИТРУЛОЗЫ И 3-ПЕНТУЛОЗЫ ИЗ ФОРМАЛЬДЕГИДА И ДИГИДРОКСИАЦЕТОНА В ПРИСУТСТВИИ НИКЕЛЬФОСФАТНЫХ ЦЕОЛИТОВ А. Ю. Орлов Новосибирский национальный исследовательский государственный университет Институт катализа им. Г. К. Борескова СО РАН, г. Новосибирск Разработка эффективных, экономически и экологически приемлемых методов синтеза моносахаридов, таких как 3-пентулоза (IV) и эритрулоза (III), является важной задачей, поскольку эти соединения представляют интерес как субстраты для тонкого органического синтеза и могут использоваться в фармацевтической и парфюмерной промышленности. Одним из способов получения этих моносахаридов является реакция конденсации дигидроксиацетона (I) с формальдегидом.

В настоящее время получение этих Схема катализируемых превращений дигидроксиацетона моносахаридов с высокой селективностью возможно в присутствии гомогенной каталитической системы KH2PO4+Na2HPO4 [1]. Проведение реакции в нейтральных и слабощелочных водных растворах позволяет существенно снизить вклад реакций вырожденного разветвления. Несмотря на высокую активность и селективность гомогенной системы, разработка эффективных гетерогенных каталитических систем является актуальной задачей для катализа данной реакции. Поскольку никель-фосфатные цеолиты (VSB-5) имеют сильные оснвные центры (843– 925 кДж/моль) [2], то они могут представлять значительный интерес для данного каталитического процесса.

В таблице представлены результаты исследования каталитических свойств VSB-5 и Fe-VSB-5 в реакции конденсации дигидроксиацетона (I) с формальдегидом в водном растворе.

Конденсация формальдегида и дигидроксиацетона Текстурные данные Селективность, (мол. %) VSB-5, Конверсия pH SBET Vµ V масс.% (I), (%) (II) (III) (IV) Другое м2/г cм3/г cм3/г VSB-5 а 284 0,24 0,13 0,03 6,7 39 32 49 5 0,06 7,3 76 27 33 15 0,20 7,3 81 24 31 24 Fe-VSB-5 а 203 0,16 0,09 0,06 7,4 48 45 34 4 KH2PO4+Na2HPO4 б 7,3 87 1 46 31 а – Условия реакции: CH2O – 0,1 M, (I) – 5·10-3 M, 80°C, 2 ч;

б – CH2O – 0,1 M, (I) – 5·10-3 M, 0,2 M KH2PO4+Na2HPO4, 80, 0,75 ч Установлено, что добавление VSB-5 в реакционный раствор создавало щелочную среду, что способствовало увеличению скорости реакции конденсации. Величина pH реакционной смеси зависела от концентрации катализатора (см. таблицу). Величина pH реакционной среды возрастала с 6,3 до 7,3 при увеличении концентрации VSB-5 с 0,03 до 0,20 масс. %. Это способствовало росту скорости реакции и селективности по (III) и (IV). В присутствии 0,20 масс. % VSB-5 за 2 часа конверсия (I) составляет 81 %, а селективность (III) и (IV) – 31 % и 24 % соответственно. Показано, что как в присутствии гетерогенного катализатора VSB-5, так и гомогенной каталитической системы KH2PO4+Na2HPO4, активность и селективность реакции примерно одинаковые.

В присутствии Fe-VSB-5 активность и селективность реакции были ниже по сравнению с VSB-5, несмотря на то, что Fe-VSB-5 обладает более сильными оснвными центрами (925 кДж/моль), чем VSB- (843 кДж/моль) [2]. Согласно данным спектроскопических исследований (СДО и ИК) [3], низкая активность и селективность реакции в присутствии Fe-VSB-5 связана с различием природы активных центров и характером их взаимодействия с реагентами (CH2O и (I)).

Литература 1. A. N. Simonov, L. G. Matvienko, O. P. Pestunova. V. N. Parmon, N. A. Komandrova, V. A. Denisenko, V. E. Vas’kovskii. Selective synthesis of erythrulose and 3-pentulose from formaldehyde and dihydroxyacetone catalyzed by phosphates in a neutral aqueous medium //Kinetics Catal. – 2007. – Vol. 48. – № 4. – P. 550-555.

2. M. N. Timofeeva, Z. Hasan, A. Yu. Orlov, V. N. Panchenko, Yu. A. Chesalov, I. E. Soshnikov, S. H. Jhung.

Fe-containing nickel phosphate molecular sieves as heterogeneous catalysts for phenol oxidation and hydroxylation with H2O2 //Appl. Сatal. B: Environ. – 2011. – Vol. 107. – №1-2. – P. 197-204.

3. I. V. Delidovich, M. N. Timofeeva, A. Yu. Orlov, V. N. Panchenko, Z. Hasan, S. H. Jhung, O. P. Taran, V. N. Parmon. Nickel phosphate molecular sieves VSB-5 as heterogeneous catalysts for synthesis of monosaccharides from formaldehyde and dihydroxyacetone // New J. Chem. – 2012.

Научный руководитель – д-р. хим. наук М. Н. Тимофеева ИЗУЧЕНИЕ СОРБЦИОННОЙ АКТИВНОСТИ ОПОКИ ЮЖНОГО УРАЛА ПО ОТНОШЕНИЮ К ИОНАМ МЕДИ Н. М. Мелихова, З. Ш. Сабитова Башкирский государственный университет, г. Уфа Одним из наиболее перспективных методов очистки сточных вод является сорбция на различных природных материалах. Из природных материалов, которые могут быть использованы для очистки сточных вод от нефтепродуктов и тяжелых металлов, Южный Урал обладает значительными запасами опал – кристобалитовых пород (диатомиты, опока, трепелы, цеолиты.) [1]. Опоки – лёгкие плотные тонкопористые породы, состоящие в основном из мельчайших (менее 0,005 мм) частиц кремнезёма. Средняя плотность составляет 1100–1600 кг/м3, пористость достигает 55 % [2]. Опоки обладают такими специфическими свойствами, как сорбционная способность, высокая скорость установления гетерогенного равновесия, ненабухаемость, термическая и химическая стойкость. Благодаря уникальным физическим и физико– химическим свойствам опоки рассматриваются как сырье многоцелевого назначения. Опока применяется в качестве доступного и дешевого минерального сырья при производстве стекла, жидкого стекла, в составе удобрений, активной добавки к цементам, адсорбентов, катализаторов и т.д. [3]. Таким образом, опока как природный сорбент имеет невысокую стоимость и в сочетании с достаточной глубиной очистки по отношению к катионам металлов могла бы использоваться для решения вопросов защиты окружающей среды.

На территории Башкирского Зауралья функционирует значительное количество горнообогатительных предприятий и имеются месторождения медно-цинковых руд, результатом деятельности которых являются загрязнение подотвальных сточных вод и ухудшение экологического состояния.

Целью настоящей работы является изучение сорбционных свойств опоки к ионам меди.

В качестве объекта исследования была взята опока Хайбуллинского района Республики Башкортостан.

Химический состав опоки, в %: 52,6 SiO2, 10,0 Fe2O3, 9,0 Al2O3, 2,8 CaO, 3,6 MgO, 0,35 TiO2, 1,0 Na2O, 15,0 ППП. В работе использовали опоку двух фракций: менее 0,25 мм и размером частиц от 0,25 до 2,0 мм.

К опоке, помещенной в коническую колбу, прибавляли определенный объем модельного раствора с известным содержанием иона меди и встряхивали в течение 15;

30;

60;

120 минут при комнатной температуре. Эксперименты проводили при соотношении масс сорбента и раствора 1:10, 1:20, 1:100. Для определения содержания остаточной концентрации меди в растворах после проведения сорбции использовали фотометрический метод. Сравнительные опыты проводили с использованием катионита КУ-2-8 (Н-форма). Полученные результаты представлены в таблице.

Результаты изучения сорбционных свойств опоки к ионам меди Концентрация меди Соотношение Продолжительность Степень очистки, Опока в растворе, мг/л опока: раствор сорбции, мин % 250 1 : 20 15 45, Фракция 250 1 : 20 30 70, менее 250 1 : 20 60 75, 0,25 мм 250 1 : 20 120 79, 250 1 : 20 60 73, 150 1 : 20 60 79, Фракция 500 1 : 20 60 57, 0,25–2 мм 250 1 : 50 60 45, 250 1 : 100 60 27, Условия сорбции: температура комнатная.

В результате проведенных исследований определены оптимальные условия сорбции иона меди опокой:

продолжительность процесса 0,5–1 час, соотношение масс сорбента и раствора 1:20, концентрация иона меди до 250 мг/л, показатель pH среды 2–4, температура комнатная. При этом степень извлечения иона меди составляет не менее 70 %.

Литература 1. У. Г. Дистанов. Минеральное сырьё. – Опал – кристобалитовые породы // Справочник. – М.:ЗАО «Геоинформарк», 1998. – 216 с.

2. В. Г. Кузнецов. Литология. Осадочные горные породы и их изучение. – М.: Недрабизнесцентр, 2007. – 512 с.

3. В. Д. Котляр, Б. В. Талпа. Опоки – перспективное сырьё для стеновой керамики // Строительные материалы. – 2007. – № 2. – стр. 31-33.

Научный руководитель – канд. тех. наук З. Ш. Сабитова ОЧИСТКА ВОДЫ ОТ ИОНОВ НИКЕЛЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СОРБЕНТА НА ОСНОВЕ ДРЕВЕСНЫХ ОТХОДОВ А. С. Озерская Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, г. Барнаул В настоящее время поверхностные водоёмы подвержены сильному антропогенному воздействию, которое заключается главным образом в сбросе сточных вод. Основными источниками загрязнения поверхностных водных объектов в Алтайском крае являются сточные воды, поступающие в реки через 48 выпусков от промышленных и коммунальных предприятий. Около трети промышленно-ливневых сточных вод предприятий края сбрасывается в водоёмы без достаточной очистки и использования в системах оборотного водоснабжения.

Одними из крупных потребителей воды являются предприятия машиностроительного комплекса, в частности, производства по нанесению гальванических покрытий. Стоки таких предприятий содержат большое количество соединений тяжелых металлов (медь, цинк, никель, хром и т.д.), которые способны накапливаться в живых организмах и оказывать токсическое воздействие на них.

Решение этой проблемы сводится к созданию практически замкнутых систем оборотного водоснабжения, которые способствуют уменьшению объёмов водопотребления и водоотведения. Создание таких технологий должно быть основано на использовании сорбционных методов, позволяющих возвращать в технологический цикл очищенную воду. В этой связи существенный интерес представляет поиск наиболее дешевого сырья для сорбентов, например, древесных отходов. Нами предложено использовать в качестве основы древесные опилки, модифицированные бентонитовой глиной. Для приготовления сорбционного материала использовался бентониты Хакасского марки 6,9 и Таганского месторождений (Казахстан), а также сосновые и осиновые опилки, модифицированные растворами 5 % – ой ортофосфорной кислоты и 0,5 Н соляной кислоты. Для увеличения сорбционной ёмкости кальциевого бентонита он был подвергнут содовой активации. Исследования проводились на материалах, с соотношением глины и опилок 1:2.

Изучение статической сорбционной ёмкости по ионам никеля показало, что лучше всех извлекает его сорбент на основе сосновых опилок, модифицированных 0,5 Н раствором соляной кислоты, максимальное значение емкости достигает 45 мг/л.

Изучение динамической ёмкости материалов проводилось на растворах сульфата никеля концентрацией 10 мг/г. Результаты показали, что максимальный эффект очистки на материале достигает 86 % при пропускании первых порций раствора, затем он плавно снижается до 13,4 %.

Для восстановления сорбционной способности материала на основе бентонита содовой активации и модифицированных соляной кислотой сосновых опилок после пропускания раствора с концентрацией 10 мг/л была проведена регенерация раствором соды концентрацией 100 мг/л. На регенерированном сорбенте также была изучена эффективность извлечения ионов никеля в зависимости от удельного объёма раствора. Определено, что после каждой регенерации максимальная степень извлечения ионов никеля составляет порядка 100 % при пропускании первых порций раствора, при достижении удельного объема фильтрата 0,4 л/г резко снижается до 5 %.

Регенерация опилок, модифицированных 0,5 Н раствором HCl, показала, что эффективность при пропускании первых порций раствора составляет 83 %, затем резко снижается до 15 % при удельном объёме фильтрата 0,25 л/г. После второй регенерации эффективность достигает 79 % и затем также резко снижается до 10 %.

Научный руководитель – канд. хим. наук, доцент В. А. Сомин СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДЫ Д. Е. Арчибасова, Э. А. Тимошадченко Астраханский государственный университет Получен сорбент СВ-1-А2 на основе опок Астраханской области, обработанных по специальной технологии (базовый сорбент- сорбент СВ-1-А). Разработанный сорбент можно использовать для получения в сети хозяйственно-питьевого водоснабжения и в индивидуальных водоочистителях питьевой воды, предназначенной для питья, приготовления пищи и использования в хозяйственно-технических целях [1-4].

Способ получения сорбента СВ-1-А2. К 100 г тонкоизмельченного сорбента СВ-1-А с размерами частиц около 0,01 мм в поперечнике прибавляют 100 мл флокулянта Z-92. Полученный раствор тщательно перемешивают и дают отстояться, сливают оставшуюся жидкость и заливают 500 см3 дистиллированной воды, постоянно перемешивая. Повторяют процедуру, затем оставляют сорбент на 1 час. Полученный сорбент высушивают в тонком слое при температуре 50-60° С, постоянно перемешивая.

С использованием стандартных методик были изучены основные характеристики полученного сорбента:

физико-химические – пористость сорбента по ацетону, суммарный объём пор сорбента по воде (Vсум), содержание влаги в сорбенте и pH водной суспензии сорбента;

адсорбционно-структурные – удельная поверхность сорбента, насыпная плотность (см. таблицу).

Основные физико-химические и адсорбционно-структурные характеристики сорбента СВ-1-А Физико-химические характеристики Адсорбционно-структурные сорбента характеристики Диаметр Порис- Vсум пор Сорбент частиц, Содер- pH водн. Насыпная тость по по воде Удел. пов-ть, мм жание сус- плотность, м2/г ацетону, 10, г/см влаги, % пензии % м /кг СВ-1-А2 0,001-20 42 0,92 1,2 8,0 0,72 Опоки Астраханской области обладают уникальным свойством поглощать воду, кислые газы, тяжёлые металлы, различные органические и неорганические соединения из воздуха и воды, не нанося вред здоровью человека, являясь универсальным поглотителем. Вместе с тем, поглощение различных компонентов опоками проходит только на поверхности. Необходимо было создание такого сорбента, который бы не только обладал высокой поглотительной способностью, но и при этом сохранял бы уникальные сорбционные свойства. Из таблицы видно, что модифицированный сорбент обладает высокими адсорбционными характеристиками: высокой пористостью, большой удельной поверхностью (при различном диаметре частиц), что даёт возможность считать, что его можно использовать для сорбции тяжелых токсичных металлов, радионуклидов, СПАВ, а также многих других веществ. Высокие значения насыпной плотности частиц позволяют сделать вывод о том, что частицы сорбента – достаточно прочные образования, сохраняющие свою форму и размеры при перемешивании, небольших механических воздействиях и при истирании.

Разработанный сорбент можно использовать для сорбционной очистки воды от ионов кадмия (степень очистки из водных растворов характеризуется значением до 98 %). Помимо кадмия из воды сорбируют также ионы меди(II), железа(II), железа(III), цинка, свинца(II), ртути(I), ртути(II), фенол, спирты С1-С5, и другие органические загрязнители.

Литература 1. Н. М. Алыков, Е. Ю. Шачнева. Сорбент CВ-1-А для очистки воды от флокулянтов // Экология и промышленность России. – 2010. – № 8. – С. 20-21.

2. Н. М. Алыков, Е. Ю. Шачнева. Использование сорбента CВ-1-A для очистки воды от флокулянтов // Естественные науки. – 2009. – № 4(29). – С. 158-167.

3. Н. М. Алыков, Т. В. Алыкова, Е. Ю. Шачнева. Поверхностно-активные вещества и флокулянты в объектах окружающей среды. Методы концентрирования, определения и удаления. – Монография. – Астрахань: Издательство «Астраханский Университет». – 2011. – 107 с.

4. Н. М. Алыков, Т. В. Алыкова. Опоки Астраханской области. Монография. – Астрахань: Изд-во Астрахан. гос. ун-та. – 2004. – 250 с.

Научные руководители – канд. хим. наук, стар. преп. Е. Ю. Шачнева;

д-р хим. наук, проф. Н. М. Алыков УМЯГЧЕНИЕ ПРИРОДНЫХ ВОД С ПОМОЩЬЮ СОРБЕНТОВ НА ОСНОВЕ ПРИРОДНОГО МИНЕРАЛЬНОГО СЫРЬЯ С. А. Бетц, Л. В. Куртукова Алтайский государственный технический университет им. И. И. Ползунова, г. Барнаул Вода присутствует на Земле не только в водоёмах, но и в воздухе, и в почве, и во всех живых существах.

Человек пьёт воду, использует её в различных производствах, сельском хозяйстве, при производстве электроэнергии. Поэтому проблема чистой воды стоит очень остро. Одним из показателей качества воды, регламентированных нормативными документами при использовании её для хозяйственно-питьевых или технических нужд различных видов промышленности, является показатель общей жёсткости воды.

Жёсткость воды – совокупность химических и физических свойств воды, связанных с содержанием в ней растворённых солей щёлочноземельных металлов, главным образом, кальция и магния. Различают следующие виды жёсткости: общую, карбонатную и некарбонатную. В зависимости от качества исходной воды применяют реагентные, термические, электрохимические, мембранные, ионообменные, сорбционные методы умягчения, а также различные их комбинации. Жёсткость – это проблема не только для питьевой воды, но и воды, используемой в промышленности. Выбор метода умягчения воды определяется её исходными параметрами, необходимой глубиной умягчения и технико-экономическими соображениями. В соответствии с рекомендациями СанПиНа при умягчении подземных вод следует применять ионообменные методы;

при умягчении поверхностных вод, когда одновременно требуется и осветление воды – известковый или известково-содовый метод, а при глубоком умягчении воды – последующее катионирование.

Целью работы является получение новых сорбционных материалов на основе бентонитовых глин для умягчения природных вод. Исследования проводились на бентоните Милосского месторождения. Как показали ранее проведённые исследования, бентониты данного месторождения обладают наибольшей сорбционной ёмкостью по сравнению с бентонитами других рассматриваемых нами месторождений, в частности Таганского и Хакасского.

В ряде районов Алтайского края качество потребляемой воды не соответствует требованиям, предъявляемым СанПиН 2.1.4.1074-01 по наличию в воде ионов жёсткости, что обусловливает повышенную заболеваемость мочекаменной, желчекаменной и гипертонической болезнями по сравнению со среднекраевыми показателями в три раза.

Все образцы бентонитовых глин Милосского месторождения были подвергнуты содовой активации, которая заключалась в обработке бентонитов 5 % раствором соды (Na2CO3). Как показали ранее проведённые исследования, активация по содовому типу наиболее эффективна в данных условиях для всех типов бентонитов. Содовая активация увеличивает сорбционную ёмкость бентонитовой глины примерно в раза (с 0,6 мг-экв/г до 1,9 мг-экв/г). Однако использование бентонитовой глины в динамических условиях затруднительно, поскольку в воде она образует трудноосаждаемую суспензию и уносится с потоком фильтрата. Для предотвращения этого процесса было выбрано два направления: нанесение бентонита на предварительно подготовленный каркас и закрепление глины с применением связующего. В качестве каркаса использовали выщелоченное базальтовое волокно. Высушенный и измельченный бентонит наносили на выщелоченное базальтовое волокно. При этом соотношение компонентов составляло 1 часть глины к 3 частям волокна. Такой состав обеспечивает достаточно высокую эффективность умягчения воды при значительной порозности материала, что подтверждено ранее проведёнными исследованиями.

Исследования показали, что материал на основе выщелоченного базальтового волокна и бентонита имеет обменную ёмкость, сопоставимую с чистым активированным бентонитом (1,9 мг-экв/г). Следующим этапом исследований было определение свойств сорбента, полученного при закреплении бентонита с помощью связующего, в качестве которого использовался парафин. В результате был создан новый композиционный материал, обладающий развитой поверхностью и достаточной механической прочностью. Нами были созданы материалы на основе бентонита и парафина в различных соотношениях (парафин:бентонит 1:10, парафин:бентонит 2:5, парафин:бентонит 1:5). Как показали исследования, наибольшей сорбционной ёмкостью обладает материал парафин:бентонит 1:5 (2,2 мг-экв/г). Для полученного сорбента (парафин:бентонит 1:5) были определены сорбционные характеристики по ионам жёсткости в статических условиях. Для сравнения была определена статическая сорбционная способность широко применяемой для водоподготовки ионообменной смолы «Леватит». Сравнительный анализ обменной ёмкости полученного материала с современным катионитом «Леватит» показал, что их сорбционные свойства сопоставимы в данных условиях (2,1 мг-экв/г). При этом для одинаковых начальных концентраций раствора эффективность очистки больше для предложенного материала, чем для катионита.

Таким образом, при очистке воды от ионов жёсткости могут быть эффективно использованы материалы на основе выщелоченного базальтового волокна и парафина с бентонитом.

Научный руководитель – канд. техн. наук, доцент В. А. Сомин ПРИМЕНЕНИЕ КОМПОЗИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ ФЕРРОЦИАНИДОВ МЕТАЛЛОВ И ПРИРОДНЫХ СОРБЕНТОВ ДЛЯ ОЧИСТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ОБЪЕКТОВ АТОМНОЙ ЭНЕРГЕТИКИ А. С. Торопов Семипалатинский государственный университет им. Шакарима Институт радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК, г. Курчатов, Казахстан При эксплуатации объектов атомной энергетики образуются значительные объёмы жидких радиоактивных отходов (ЖРО) различного химического и радиохимического состава. Безопасное обращение с образующимися в результате работы предприятий ядерно-топливного цикла радиоактивными отходами является определяющим в развитии атомной энергетики в целом. В частности, в республике Казахстан значительный экологический риск создают накопленные в хранилищах ЖРО РУ БН- (г. Актау), объёмом около 5000 м3 с суммарной объёмной активностью 107–108 Бк/л.

В настоящее время наибольшее распространение получила технология переработки ЖРО с использованием селективной сорбции, позволяющей сконцентрировать радиоактивные изотопы, в частности Cs, в небольшом объёме сорбента. Исследователями предлагается большое число материалов для извлечения цезия и других радионуклидов из ЖРО, однако они имеют ряд недостатков. В частности, природные необработанные сорбенты (цеолиты, глины) не обладают селективностью и способностью сохранять свои характеристики в высокосолевых растворах, что может приводить к образованию больших объёмов вторичных РАО. Осадки чистых ферроцианидов тяжёлых металлов, несмотря на высокое сродство к поглощению цезия, способны к растворению в щелочных растворах и склонны к пептизации. Указанный композиционный материал может иметь преимущества в химической и радиационной стойкости, сочетать в себе качества природного сорбента – полифункционального катионита, способного к извлечению продуктов ядерного топлива из ЖРО, и ферроцианида металла – селективного сорбента для извлечения изотопов цезия.

Импрегнирование ферроцианидов на поверхности минеральной матрицы позволяет рассматривать полученные материалы как тонкоплёночные, что заметно снижает диффузионные ограничения, характерные для чистых ферроцианидов, и способствует более эффективному их использованию.

Критериями эффективности сорбционного извлечения цезия служили следующие параметры:

коэффициент распределения (Kd), S, % – степень сорбции, qe– сорбционная ёмкость, мг/г, которые рассчитывались по следующим формулам: Kd = [Ao - Ap]/Ap(Vp/mc), S = Ap/Ao·100 %, qe = Kd·Ao, где Ao – исходная активность, Бк/дм3, Ap – равновесная активность, Бк/дм3, Vp – объём жидкой фазы, мл, mc – масса навески сорбента, г.

Исследован ряд сорбентов по их способности к поглощению радионуклидов из модельных растворов, состав которых был максимально приближен к ЖРО РУ БН-350. Всего изучено 15 композиционных сорбентов: ферроцианиды меди, никеля и кобальта, нанесенные на 5 видов минеральных сорбентов – глин и цеолитов месторождений Восточного Казахстана, 3 чистых ферроцианида указанных металлов, непосредственно природные сорбенты и промышленный сорбент Термоксид-35, представляющий собой ферроцианид никеля, нанесенный на гидроксид циркония для сравнения.

Выявлено, что наиболее эффективными композиционными материалами являются ферроцианиды меди, импрегнированные на минеральный сорбент. Коэффициенты распределения цезия природных немодифицированных сорбентов определялись значениями Kd = ~102, ферроцианидных композиционных сорбентов меди и никеля – Kd = ~104–105, кобальта ~103.

Исследование кинетики сорбции цезия показало, что равновесие в системе модельный раствор ЖРО – ферроцианидный сорбент устанавливается в течение 2 часов. Однако на практике может использоваться время статической сорбции – 1 час, когда насыщение сорбента близко к максимальному.

Среди факторов, влияющих на извлечение цезия из растворов в процессе сорбционной очистки (величина pH, минерализация, содержание органического вещества), наибольшее влияние оказывала концентрация органического вещества.

В ходе экспериментальных исследований отмечено, что америций-241 достаточно эффективно удаляется красной глиной (S = 96 %). Способность сорбентов к поглощению плутония-(239+240) и стронция- требует дополнительного изучения.

Рекомендуется продолжить исследования и получить дополнительно данные по структурному составу минеральных и композиционных сорбентов, исследовать их радиационную и химическую стойкость, апробировать на реальных растворах ЖРО, провести исследования по улучшению физико-химических характеристик композитов. Наиболее подходящие композитные сорбенты при дополнительном исследовании их характеристик и апробации на реальных ЖРО могут быть рекомендованы для практического использования. Автор благодарит руководство Института радиационной безопасности и экологии за возможность проведения исследований.

Научный руководитель – д-р биол. наук, профессор А. Р. Сатаева ЗАЩИТА ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ОТ ФЕНОЛА Г. Ф. Фазылова Башкирский государственный университет, г. Уфа В настоящее время продолжается рост концентрации токсичного поллютанта – фенола в окружающей среде, обусловленный его поступлением со сточными водами нефтехимических и нефтеперерабатывающих заводов, предприятий по производству различных препаратов и из других источников. Одна из актуальных экологических задач – предотвращение попадания фенола в природные объекты, обработка и очистка сточных вод. Существует ряд физико-химических и биологических методов очистки сточных вод от растворённого фенола. Например, экстракция, ионный обмен, окисление, коагуляция, мембранные и комплексные методы, биологическая деструкция и сорбция, а также адсорбционные методы являются самыми эффективными и часто используемыми. В качестве активных сорбентов для решения различных экологических задач широко применяются угли. Остаётся открытой проблема поиска эффективных сорбентов для извлечения органических загрязнителей из воды, и активированные углеродные волокна имеют большие перспективы для использования в этом направлении.

Цель работы состояла в изучении адсорбции фенола и его производных из водных растворов активированными углеродными волокнами и их модифицированными различными способами образцами, а также сравнение их по сорбционным способностям с углями.

В работе использовали зернённый берёзовый активированный уголь, порошкообразный древесный уголь СПДК-27МД и отход производства углеродных перевязочных материалов – активированное углеродное гидратцеллюлозное волокно (АУВ). Активированное углеродное волокно представляет собой ткань чёрного цвета, без запаха, нерастворимую в воде и органических растворителях, устойчивую к действию кислот и щелочей, нетоксичную. Оно не только является перспективным сорбционным материалом для удаления различных компонентов из водных растворов, но и эффективно в качестве носителя для катализаторов вследствие развитой пористой структуры, большой удельной поверхности, высокой сорбционной ёмкости.

Оно обладает хорошими кинетическими характеристиками и особой поверхностной реактивностью.

Модифицированные образцы волокон получали путём жидкофазного окисления в концентрированной азотной кислоте (ОАУВазотн.) и нанесением наночастиц серебра (АУВ-Аg).

Адсорбционные исследования проводили в статических условиях из водных растворов сорбатов с концентрациями от 0.02 до 0.8 мг/мл при комнатной температуре, при постоянном перемешивании и при pH 7. Для определения времени установления сорбционного равновесия между адсорбентом и сорбатом доведённые до постоянной массы навески адсорбентов вносили в водные растворы производных фенола, в течение часа через каждые 5 минут определяли равновесные концентрации сорбатов методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Равновесные концентрации фенола и его производных определяли методом высокоэффективной жидкостной хроматографии. Анализ выполняли на жидкостном хроматографе Hewlett Packard (США) с диодно-матричным детектором НР 1090. Разделение компонентов проводили на колонке Hypersil ODS (200 х 2.1 мм;

размер частиц сорбента 5 мкм). Температура термостатирования колонки – 40°С;

объём вводимой пробы – 2 мкл. В качестве подвижной фазы использовали смесь ацетонитрила и воды, расход элюента – 0.3 мл/мин. Хроматограммы регистрировали при длинах волн 230–276 нм. Идентификацию исследуемых соединений проводили по временам удерживания. Концентрации производных фенола рассчитывали методом абсолютной градуировки.

Для характеристики углеродных материалов и расчёта адсорбционных параметров использована теория мономолекулярной адсорбции (уравнение Ленгмюра) и теория объёмного заполнения микропор (уравнение Дубинина-Радушкевича). По спрямлённым изотермам для всех изучаемых адсорбентов были рассчитаны значения энергии Гиббса (-Gадс, кДж/моль), предельная величина (а0, г/г) и характеристическая энергия адсорбции (Е, кДж/моль).

Полученные сорбенты рекомендуется использовать в процессах очистки потоков воздуха и промышленных стоков от фенола.

Научные руководители – канд. хим. наук, доц. Э. Р. Валинурова;

д-р. хим. наук, проф. Ф. Х. Кудашева ЛЮМИНЕСЦЕНТНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ МОДИФИЦИРОВАННЫХ ЦЕЛЛЮЛОЗНЫХ МАТРИЦ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЭКОТОКСИКАНТОВ В ОБЪЕКТАХ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ А. В. Страшко Саратовский государственный технический университет им. Ю. А. Гагарина В настоящее время одной из главных аналитических задач экологического мониторинга является разработка эффективных экспрессных методов контроля содержания вредных веществ в окружающей среде.

Надёжным и высокочувствительным методом определения экотоксикантов, в том числе и полициклических ароматических углеводородов (ПАУ), является люминесцентный метод анализа, позволяющий устанавливать как общее содержание ПАУ, так и их отдельных представителей. Его можно проводить на водных растворах веществ и при сорбции последних на матрицу (твердофазная люминесценция).

В качестве матриц в твердофазной люминесценции применяют пенополиуретан, силикагель, ацетат натрия, фильтровальную бумагу. Последняя матрица получила наибольшее распространение.

Ранее нами была изучена люминесценция ПАУ на фильтровальной бумаге [1, 2]. В качестве люминесцентного зонда использовали пирен. Определено, что сорбция люминофора твёрдой матрицей является эффективной защитой возбуждённых состояний молекул пирена от тушения кислородом. Анализ результатов исследования показал, что использование в качестве матрицы фильтровальной бумаги характеризуется высоким квантовым выходом как флуоресценции, так и фосфоресценции сорбированных ПАУ, однако эффективность сорбции гидрофобных ПАУ данной гидрофильной матрицей невысока.

Что касается других производных целлюлозы, то они до настоящего времени мало изучены.

Представляло интерес использовать в качестве матрицы полимер диацетата целлюлозы (ДАЦ), который в отличие от фильтровальной бумаги является гидрофильным образцом, образующим плёнку, которая набухает в воде, но не растворяется в ней.

Цель данного исследования – изучить возможность использования в качестве сорбента полимерной плёнки на основе диацетата целлюлозы, модифицированной поверхностно активными веществами (ПАВ), и сравнить эффективность сорбции ПАУ на полученных модифицированных матрицах фильтровальной бумаги и плёнки из ДАЦ.

Нами разработана методика получения полимерной плёнки из ДАЦ для проведения качественного люминесцентного анализа и апробированы процессы модификации нового носителя [3].

Модификация сорбентов проводилась поверхностно активными веществами различной природы:

анионным – додецилсульфатом натрия (ДСН) и катионным – цетилтриметиламмоний бромидом (ЦТАБ), что позволило несколько улучшить аналитические характеристики метода. Матрицы модифицированы поверхностно активными веществами в концентрациях: СДСН = 8·10-3М, СЦТАБ =9,5·10-4М.

Определена относительная интенсивность флуоресценции пирена в водном растворе, на фильтровальной бумаге и на плёнке из ДАЦ. Установлено, что аналитические характеристики метода в условиях твердофазного процесса сорбции заметно улучшаются. А применение в качестве сорбента модифицированного полимера из диацетата целлюлозы позволяет повысить интенсивность сигнала люминесценции по сравнению с фильтровальной бумагой. Максимальная относительная интенсивность флуоресценции пирена как в водно-мицеллярных растворах, так и на твёрдых подложках, модифицированных ЦТАБ, оказалась выше, чем в растворах и на сорбентах, модифицированных ДСН.

Наибольшее значени сигнала флуоресценции получено на плёнке из ДАЦ, модифицированной ЦТАБ. Это позволило заключить, что катионное ПАВ лучше взаимодействует с гидрофильным полимером (ДАЦ), чем с гидрофобным (фильтровальной бумагой).

Таким образом, использование сорбента на основе полимера диацетата целлюлозы повысило чувствительность метода твердофазной люминесценции ПАУ, позволило снизить пределы обнаружения анализируемых веществ, а также улучшить физико-химические характеристики люминесценции ПАУ, по сравнению с сорбентом – фильтровальной бумагой.

Литература 1. О. А. Дячук, Т. И. Губина, А. В. Ткаченко (Страшко), Г. В. Мельников. Определение полициклических ароматических углеводородов в объектах окружающей среды методом переноса энергии электронного возбуждения в фазе сорбента // Экоаналитика – 2006: сб. докл. VІ Всероссийской конференции по анализу объектов окружающей среды. – Самара, 2006. – С. 146.

2. O. A. Djachuk, A. V. Tkachenko. The luminescence of polycyclic aromatic hydrocarbons on modified by surface-aktive agent cellulose // Proc. SPIE. – 2008. – Vol. 6791. – 67910P-1 – 67910P-6.

3. А. В. Страшко, Т. И. Губина, А. Б. Шиповская, Г. В. Мельников. Люминесцентное определение полициклических ароматических углеводородов в водных растворах с помощью твердофазной сорбции на модифицированной матрице из диацетата целлюлозы // Материалы II Международной научно практической конференции «Достижения молодых учёных в развитии инновационных процессов в экономике, науке, образовании»: в 2 ч./ под ред. И. А. Лагерева. – Брянск: БГТУ, 2011. – Ч. 1. – С. 255-257.

Научные руководители – д-р хим. наук, проф. Т. И. Губина;

д-р хим. наук, проф. Г. В. Мельников СОВРЕМЕННЫЕ ХИМИЧЕСКИЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЦИОНАЛЬНОГО ПРИРОДОПОЛЬЗОВАНИЯ И ЗАЩИТЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ПОЛУЧЕНИЕ СОРБЕНТОВ ИЗ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА А. А. Шевченко Национальный исследовательский Томский политехнический университет Решение проблем снижения уровня загрязнения окружающей среды продуктами жизнедеятельности и промышленными отходами – одна из важнейших задач охраны окружающей среды, требующая в современных условиях скорейшего решения. Это возможно как с помощью совершенствования известных технологий очистки и регенерации, так и путём разработки новых эффективных и более экономичных сорбентов. Отработанные смазочные материалы относятся к продуктам жизнедеятельности общества и характеризуются неудовлетворительными экологическими свойствами, т.е. токсичностью, канцерогенностью, пожаро- и взрывоопасностью. Поэтому необходима их экологически безопасная утилизация, что предполагает переработку с получением продуктов, по качеству удовлетворяющих требованиям потребителей. Стоимость сорбентов почти на 50 % определяет общие затраты на осуществление процесса регенерации масел. Следовательно, очень важно найти и использовать недорогие сорбенты, что является актуальной научно-практической задачей, народно-хозяйственная значимость и недостаточная разработанность которой послужили основанием для данного исследования.

Целью данной работы является исследование возможности получения из отходов производства гранулированного сорбента, который в дальнейшем можно использовать для очистки отработанных минеральных масел.

Объектом исследования являлись отходы производства – минеральный осадок, образующийся после очистки артезианской воды от железа аэрацией. Осадок представляет собой тонкодисперсный порошок красно-коричневого цвета. Для предотвращения пыления и удобства работы желательно, чтобы сорбент находился в гранулированном виде (таблетки, черенки, сфера). Поэтому целью данной работы является получение сорбента из отходов производства методом экструзионного формования [1].

В качестве связующей жидкости использовали метилцеллюлозу (МЦ), поливиниловый спирт (ПВС) и моноалкилфениловый эфир полиэтиленгликоля на основе полимердистиллята (ОП-7). Содержание связующей жидкости в грануле варьировалось от 0,25 до 3 % (мас.) Для получения пластичной формующейся массы было выбрано оптимальное соотношение твёрдой фазы и связующей жидкости, Т: СЖ = 1: 0,25-1.

Исследованы физико-механические свойства исходного порошка и полученных гранул сорбента:

фракционный состав, прочность на раздавливание в статических условиях, суммарный объём пор.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 8 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.