Главная – Журналы – Поиск по журналам

В лабораторных условиях с помощью аборигенной микрофлоры органического вещества исследованы процессы деструкции в нефтезагрязненной глинистой почве. В качестве стимулирующих добавок применяли торф и раствор композиции, содержащей поверхностно-активные вещества (ПАВ) и азотистый субстрат, а также их сочетание с фиторемедиацией. После биодеструкции остаточную нефть экстрагировали и исследовали методами ИК-спектроскопии, газожидкостной хроматографии (ГЖХ) и хромато-масс-спектрометрии. Согласно данным ИК-спектроскопии, торф и раствор композиции стимулируют процессы утилизации парафинов, что сопровождается увеличением относительного содержания ароматических и карбонилсодержащих структур. Изопреноидный коэффициент K_i , рассчитанный по спектрам ГЖХ как отношение изо- и н -алканов, отражающий степень биодеструкции углеводородов, увеличивается при внесении стимулирующих субстратов и рыхлении почвы. Максимальный коэффициент биодеградации (биодеструкции) наблюдается в пробе нефтезагрязненной глинистой почвы при внесении композиции, содержащей ПАВ, что способствует эмульгированию нефти и ускоряет процессы биодеструкции. Методом хромато-масс-спектрометрии в составе органического вещества почв идентифицированы ациклические ( н - и изоалканы), алициклические (циклогексаны, дриманы, хейлантаны, регулярные и перегруппированные стераны и гопаны), нафтеноароматические (моно- и триароматические стераны) и ароматические (моно-, би-, три-, тетра- и пентациклические) углеводороды. В процессе биодеструкции, стимулированной внесением торфа и питательного субстрата, значительно понизилась концентрация углеводородов: н -алканов - на 61-73 %, ароматических соединений - на 72-86 %, циклогексанов - на 61-86 %, нефтяных стеранов и гопанов - на 42-76 %. Внесение в почву композиции приводит к значительному снижению содержания всего набора алканов C₁₂-C₃₄ до уровня фоновой почвы. Применение торфа вуалирует (затеняет) результаты окисления алканов за счет их дополнительного присутствия в составе торфа. Использование стимулирующих субстратов в процессе биодеструкции приводит к снижению содержания ароматических углеводородов: моноциклических - на 82-89 %, бициклических - на 55-81 %, трициклических - на 74-89 %, тетрациклических - на 54-77 %.

Из двухкомпонентного раствора поливинилового спирта в воде после проведения цикла замораживания-оттаивания сформированы эластичные криогели каучукоподобной консистенции и исследованы их реологические свойства. Интерес к таким экологически безопасным полимерным криоструктуратам с присущими им вязкоупругими (эластичными) свойствами обусловлен особенной востребованностью в северных регионах страны. Криогели являются перспективным конструкционным материалом при разработке новых арктических технологий для нефтепромыслового дела и укрепления сезонно протаивающего грунта в зоне вечной мерзлоты, а также при строительстве и обустройстве гидротехнических сооружений. В результате проведенных исследований свойств криоструктуратов установлено, что при механическом воздействии внешними нагрузками в деформированных образцах криогелей с течением времени наблюдается монотонное изменение (уменьшение) их модулей упругости, которыми традиционно принято количественно характеризовать физико-механические свойства гуковских материалов. Вследствие непостоянства модулей упругости вязкоупругих систем возникает неоднозначное толкование результатов сравнительных экспериментов, проведенных разными исследователями с одинаковыми образцами криогелей. В настоящей работе в качестве количественного критерия для описания реологических свойств криогелей поливинилового спирта экспериментально обоснованы возможность и необходимость использования в будущих проектных расчетах вместо величин модулей упругости криогелей значения их времен релаксации, которыми принято оценивать вязкоупругие свойства полимерных систем.

Глубокопогруженные (ниже 4500 м) отложения углеводородов мало изучены, хотя размещены на всех континентах. Это замедляет освоение данных ресурсов. Анализ информации из базы данных Института химии нефти СО РАН по физико-химическим свойствам нефтей показал, что наибольшие запасы нефтяных ресурсов сосредоточены на глубинах до 3000 м. Установлены особенности изменения физико-химических свойств нефтей в зависимости от роста глубины залегания. Показано, что в разных нефтяных бассейнах плотность и вязкость нефтей снижается с глубиной. Содержание серы, смол и асфальтенов с глубиной сокращается, а содержание нефтяного газа и фракций с ростом глубины увеличивается. Проведен анализ условий залегания углеводородов на больших глубинах. Оценены перспективы нефтегазоносности глубокопогруженных отложений нефтегазоносных бассейнов России и Западной Сибири в частности.

Каменный уголь представляет собой углеродный каркас, образованный в результате метаморфизма конденсированных полициклических органических соединений, который включает летучие органические вещества и определенное количество минеральных примесей, образующих золу при сжигании угля. Содержание индивидуальных полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) в углях зависит от природы исходного растительного материала, участвовавшего в этапах углеообразования, а также от термодинамических условий протекания данного процесса. Один из главных представителей ПАУ, обладающий сильным канцерогенным действием, - бенз(а)пирен. Группа соединений ПАУ включает также фенантрен, флуорантен, пирен, хризен, которые являются основными компонентами в выбросах при добыче, транспортировке, хранении, обогащении, газификации, коксовании и сжигании углей и служат удобными трассерами для оценки загрязнения атмосферы, поверхностных вод, почв. Последние выполняют функцию своеобразного накопителя ПАУ, которые попадают туда в результате глобального переноса выбросов из антропогенных источников и природных поступлений в атмосферу. Поэтому почвы относятся к наиболее представительным объектам для исследования накопления ПАУ, наличие которых может играть индикаторную роль, отражая присутствие источника загрязнения. Как правило, для определения ПАУ используются методы газовой и высокоэффективной жидкостной хроматографии. Наиболее перспективным представляется метод газовой хроматографии в сочетании с масс-спектрометрией. Для получения достоверных данных о содержании ПАУ в различных объектах особое внимание уделяется стадии подготовки проб (экстракция, очистка, концентрирование). Методически правильная постановка этой стадии позволяет исключить заметную долю возможной погрешности при количественном анализе. В статье представлен обзор методов экстракции ПАУ из твердых матриц, в том числе для извлечения ПАУ из ископаемых углей. Показано, что угли всех марок могут быть источниками поступления токсичных и канцерогенных ПАУ в различные объекты окружающей среды. Выполнен обзор научных основ и современных практических методов извлечения ПАУ из каменных углей, приведены данные по распределению представителей этой группы канцерогенных соединений, а также по прогнозированию канцерогенной опасности при добыче, транспортировке и переработке угля.

Проведена оценка термической стабильности и реакционной способности асфальтенов тяжелых нефтей при температурах ниже 300 °С. В работе использовался оригинальный метод последовательного ступенчатого термолиза асфальтенов при температурах 120, 230 и 290 °С в токе инертного газа с выносом образующихся продуктов из реакционной зоны на каждой ступени процесса. Такой подход позволяет минимизировать протекание вторичных реакций для оценки истинной реакционной способности асфальтенов, а также учитывать различия энергий связи в их молекулах для определения реальной термической стабильности асфальтенов в разных температурных интервалах. Установлено, что при нагревании асфальтенов до 300 °С наряду с фазовыми переходами происходит их интенсивная термодеструкция с образованием газа, масел, смол и нерастворимых коксоподобных веществ. В процессе последовательного ступенчатого термолиза до 290 °С конверсия асфальтенов тяжелых нефтей превышает 90 %. При 120 °С степень превращения асфальтенов может достигать 13 % с образованием преимущественно смолистых веществ (более 10 мас. %). Повышение температуры термолиза до 230 °С приводит к увеличению конверсии асфальтенов до 40 % за счет их способности генерировать в данных условиях значительные количества газа и масел (14-18 мас. %), а также коксоподобных продуктов (2-10 мас. %). В процессе последующего термолиза асфальтенов при 290 °С образуется максимальное количество коксоподобных веществ (29-37 мас. %), при этом выход низкомолекулярных продуктов также значителен и составляет около 20 мас. %. Показано, что при температурах ниже 300 °С асфальтены тяжелых нефтей характеризуются низкой термической стабильностью и чрезвычайно высокой реакционной способностью в термических процессах. Полученные результаты необходимо учитывать при разработке новых и модернизации существующих технологий переработки углеводородного сырья.

Нарушения гемопоэза (кроветворения), вызванные действием различных факторов (гемотоксичных веществ, лекарственных и цитостатических препаратов, радиации) приводят к отклонению от нормы и развитию заболеваний различной сложности. Восстановление кроветворения в экстремальных условиях жизненно необходимо, а поиск препаратов, стимулирующих гемопоэз, крайне актуален. Среди низкомолекулярных химических соединений, влияющих на кроветворение, наибольший интерес представляют те, которые способны стимулировать гемопоэз при его нарушениях. В представленном обзоре рассмотрены различные факторы, приводящие к нарушениям гемопоэза, и препараты, проявившие достаточную эффективность в устранении этих нарушений, в частности при цитостатической терапии и лечении гемолитических патологий. Обзор может быть полезен при поиске средств, стимулирующих гемопоэз, и адресован не только медицинским работникам и химикам, но и широкому кругу читателей.

Представлены результаты комплексного исследования иллитсодержащего сорбента (ИС), полученного в результате кислотно-водной обработки образца глинисто-солевого шлама - промышленного отхода ОАО “Беларуськалий” (Республика Беларусь). Установлен вещественный состав ИС; основным глинистым минералом является иллит (65.2 мас. %). Определена удельная поверхность ИС - (66 ± 4) м²/г. По минералогическому составу ИС относится к гидрослюдистой группе. Исследована сорбционная способность данного образца ИС по извлечению ¹³⁷Cs⁺ из природных вод различного химического состава. Показано, что основные ионы Ca²⁺ и Na⁺ природных вод, а также рН водного раствора в интервале 5-9 не оказывают существенного влияния на сорбцию ¹³⁷Cs⁺ ИС. Определено, что ИС проявляет высокую селективность по отношению к ¹³⁷Cs⁺ при сорбции из водных сред, а ион K⁺ - основной конкурент ¹³⁷Cs⁺. При концентрации K⁺ в водной среде более 0.5 моль/л сорбция ¹³⁷Cs⁺ на ИС полностью прекращается. Установлено, что ИС извлекает ¹³⁷Cs⁺ из природных вод в 2-4 раза эффективнее, чем клиноптилолит Шивертуинского месторождения (Читинская обл., Россия), который в настоящее время используется в качестве сорбента ¹³⁷Cs⁺. Полученные результаты свидетельствуют о возможности и перспективах использования накопившихся в Республике Беларусь запасов глинисто-солевых шламов для получения ИС и дальнейшего его применения для очистки водных сред от ¹³⁷Cs⁺, а также решения ряда экологических проблем, включая реабилитацию радиоактивно загрязненных почв и территорий.

Методом вольтамперометрии с линейной разверткой потенциалов и кулонометрии на графитовом электроде, покрытом слоем теллура, изучено влияние концентрации “свободного” гидроксида калия (избытка KОН) на скорости целевой реакции осаждения теллура и побочной реакции его растворения при электролизе теллуритных растворов. Установлено, что в диапазоне концентраций “свободного” KОН 2-4 моль/л, используемом в производстве теллура, концентрация щелочи слабо влияет на скорости целевой и побочной катодных реакций; их изменение составляет 5-10 %. Рассмотрены причины снижения скорости целевой и побочной катодных реакций в области низких концентраций щелочи. Показано, что в диапазонах концентраций KОН 0.5-4 моль/л при осаждении теллура и 0.1-4 моль/л при его растворении, обе катодные реакции подчиняются диффузионной кинетике. Побочная реакция растворения теллура имеет одноэлектронный механизм, на ее долю приходится 20 % от общих затрат электричества при осаждении теллура. Результаты исследования представляют практический интерес с точки зрения ресурсосбережения и повышения экологичности технологического процесса извлечения металлического теллура.

Методом “сухого” механического смешения цеолита ZSM-5 с силикатным модулем 40 и порошка никеля со средним размером частиц 50 нм в количестве 0.5 % от массы алюмосиликата в вибромельнице КМ-1 в течение 2 ч приготовлены никельсодержащие цеолитные образцы, которые затем там же дополнительно подвергали механической обработке (МО) в течение 24-120 ч. Степень кристалличности всех никельсодержащих цеолитов определяли с помощью методов ИК-спектроскопии и рентгеноструктурного анализа. Установлено, что при МО снижается степень кристалличности цеолита за счет разрыхления структуры как поликристаллических блоков, так и первичных кристаллитов. Методами ультрафиолетовой и рентгеновской фотоэлектронной спектроскопии исследовано состояние наноразмерных частиц никеля в полученных образцах. Показано практически полное отсутствие окисления частиц никеля. Методом просвечивающей электронной микроскопии высокого разрешения изучена морфология кристаллов цеолитов до и после МО и установлено, что такая обработка приводит к уменьшению размеров кристаллов ZSM-5 и частичной миграции кластеров никеля с поверхности в поры цеолита. Размеры частиц никеля в начальный период МО уменьшаются, а более длительное механическое воздействие способствует их агломерации. Частицы цеолита ZSM-5 в исходном образце имеют вид крупных агломератов с общими размерами в несколько микрометров. Агломераты состоят из более мелких поликристаллических блоков с размерами 0.5-1.0 мкм. Однако первичными частицами являются кристаллиты цеолита с размерами 50-100 нм. При МО происходит дезинтеграция крупных агломератов цеолита на более мелкие поликристаллические блоки с размерами менее 1 мкм; первичные кристаллиты, образующие поликристаллическую структуру, также диспергируются, уменьшаясь в размере до ~50 нм. Согласно данным низкотемпературной адсорбции азота, МО никельсодержащего цеолита снижает его удельную поверхность и объем пор. Изменение физико-химических свойств катализатора Ni/ZSM-5, вызванное механическим воздействием, при использовании его в процессах нефтепереработки должно способствовать селективной конверсии компонентов сырья и гибкости регулирования в направлении образования целевого продукта.

Предложена принципиально новая концепция обеспечения населения высококачественной питьевой водой, связанная с переводом питьевого водоснабжения городов и сел на использование автономных блочных установок для очистки воды в местах ее непосредственного потребления. Разработаны автономные мембранные установки для коллективного и индивидуального пользования с биотестированием и аналитическим контролем. В этих установках для предварительной очистки воды используются задерживающие механические и коллоидные примеси микрофильтрационные трубчатые мембраны из лигноцеллюлозы (древесины) и керамические мембраны из глинистых минералов. Предельно допустимые концентрации таких примесей после очистки соответствуют нормам качества питьевой воды. Разработана технологическая схема очистки воды от нитрат-ионов до требований питьевой кондиции с получением минерального удобрения рациональным сочетанием обратного осмоса и усовершенствованного процесса электродиализа.