CC BY
54
0011
ВКЛЮЧЕНИЕ НАГРЕВА ПРИ ТЕМПЕВАТУРЕ. НИЖЕ ЗАДАННОЙ
Hot -<
0012
?■■-<.- = ■-■;Е = ГР/ т='.-:"1УЧ, S»XS ЗАДАННО
Datchik 2
I-
Cold
-с
0013
ЗАГРУЗКА НАВЕСКИ КАТАЛИЗАТОРА И ПОГТЮТИТЕЛЯ ВЛАГИ lndikator_Zagrutici3
Zagruzka2
T»'ä-T«'s
BLINK
ENABLE OUT
TIMELOW -О'
TIMEHIGH
ZagrjzlcaS —(
0014
ТРОДОЛЖЕКИЕ ПЕРЕМЕШИВАНИЯ КОМПОНЕНТОВ ¡СКОРОСТЬ ВРАЩЕНИЯ а>РЕЗЫ: SOMSO ОЬМИн: UBtavka_Peremeshivaniya4
I—
TP
STOP
0015
ОСТАНОВ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ГРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ ПОПУЩЕНИЯ ПОЛИУРЕТАНОВОГО ГЕРМЕТИКА Stop
Pf t -(R)—
0016
ИНДИКАТОР ОСТАНОВКИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ПРОЦЕССА STOP
I-
ln<iicator_Stop
Рис.3 - Программа реализации получения полиуретановых герметиков на языке LD, цепи 11-16
Список литературы
1. Cognard P. Adhesives and sealants: Basic concepts and high tech bonding. France: Elsevier, 2005. - 511 p.
2. Голубятников В.А., Шувалов В.В. Автоматизация производственных процессов в химической промышленности. СПб.: Химия, 1985. - 352 с.
3. Калайтанов В.В. CoDeSys - инструментальный программный комплекс промышленной автоматизации // Young science. - 2014. - V.3. - С.7-9.
4. Минаев И.Г., Самойленко В.В., Ушкур Д.Г. Программируемые логические контроллеры в автоматизированных системах управления. Ставрополь: АГРУС, 2010. - 130 с.
АДСОРБЦИЯ И ФИОТОТОКСИЧНОСТЬ ПОВЕРХНОСТНО-АКТИВНЫХ ВЕЩЕСТВ
В РАСТВОРАХ И СТОЧНЫХ ВОДАХ
Полиефтова А.П.
Студентка 2-го курса МГУДТ Волков В.А.
Профессор кафедры физической и коллоидной химии МГУДТ
Миташова Н.И.
Доцент кафедры промышленной экологии университета МАМИ
АННОТАЦИЯ
В состав всех моющих средств включают в качестве основного компонента синергетическую смесь ПАВ [1] различного строения. Обычно смеси анионактивных и неионогенных ПАВ соотносятся как 20/80 %. В процессе стирки эти ПАВ удаляют загрязнения и адсорбируются как на волокнах тканей, так и на частицах загрязнений, причем установлено [2], что неионогенные ПАВ адсорбируются в большем количестве, чем анионактивные и уходят из моющего процесса не только выделяясь в сточные воды, но и в адсорбированном состоянии в волокнах тканей [3], в то время как анионактивные ПАВ полностью десорбируются в процессе полоскания изделий в стиральных машинах.
Ключевые слова. Коллоидно-химические свойства ПАВ, поверхностное натяжение, адсорбция, фитотоксич-ность, синергизм, очистка сточных вод, рециклизация моющих средств.
Цель статьи: обобщение экспериментальных дан- Введение. Синергетические смеси ПАВ использу-
ных по фитотоксичности поверхностно-активных веществ ются и в процессах облагораживания хлопчатобумажных и её связи с их коллоидно-химически-ми свойствами. тканей, хотя другие компоненты СМС могут и отсутство-
вать в ТВВ [4]. Поэтому полученные для стирки закономерности изменения состава компонентов моющих средств при их попадании в стоки можно распространить и на процесс облагораживания тканей на текстильных предприятиях. Установлено [5] что в сточной воде присутствуют все компоненты моющих средств, в количествах, существенно превосходящих нормы, позволяющие проводить сброс стоков в городскую канализацию. Правда, соотношение компонентов изменяется. В смеси ПАВ в сточной воде преобладают анионактивные ПАВ. Это ещё раз подтверждает тот факт, что неионогенные ПАВ сильнее адсорбируются волокнами тканей, чем анионактивные [6,7].
Проблемы с удалением компонентов СМС с волокон тканей при полоскании в бытовых стиральных машинах изучала М.Н.Мальцева [8-10], обобщившая свои результаты в книге [11]. Установлено, что в бытовых условиях население обычно превышает рекомендованные для стирки расходы моющих средств, в результате чего происходит не только существенное загрязнение бытовых сточных вод моющими средствами, но значительная их часть остается на волокнах тканей и затем попадает в организм человека. Она установила также, что даже при соблюдении рекомендованных фирмами производителями стиральных препаратов концентраций СМС для стирального процесса, после полоскания по стандартному режиму в стиральных машинах на тканях остается в 6 раз больше ПАВ (~2,5 мг/дм2), чем устанавливается гигиеническими нормативами (0,4 мг/дм2). Впоследствии эти ПАВ попадают на кожу человека при контакте с текстильными изделиями, вызывая аллергические реакции и дерматозы, а
На рисунке 2 показаны коэффициенты адсорбционного распределения(1), фитотоксичности (2) и схема поры в мембранах до (I) и после (II) адсорбции молекул ПАВ. Можно видеть, после формирования адсорбционного слоя ПАВ на поверхности пор мембран их размер существенно уменьшается, а поверхность, по-видимому, приобретает гидрофобные свойства, вследствие чего затрудняется обмен живых организмов водой с окружающей средой. Образование насыщенного мономолекулярного слоя ПАВ
также проникают в организм и концентрируются в различных органах, нарушая их работу.
Такая ситуация возможна в связи с тем, что при проникании в капилляры между волокнами [12] поверхностно-активные вещества после адсорбции на полимерных волокнах необычайно трудно удалить вследствие того, что этот процесс протекает не в кинетической, а в диффузионной области, что для установления равновесия требует значительного времени[13,14].
Результаты и обсуждение. В процессе очистки сточных вод методом химической коагуляции и адсорбции на активированном угле показатели качества сточной воды удовлетворяют тем, которые допускают сброс стоков на городские очистные сооружения[15]. Выбор коагулянтов проводился в соответствии с рекомендациями пермских ученых [16].
Исследование фитотоксичности ПАВ по их воздействию на проращивание зерен пшеницы показало, что хотя и была достигнута степень очистки стоков, позволяющая проводить их сброс в канализацию, эти очищенные сточные воды все равно обладают фитотоксичностью, т.е. оказывают вредное воздействие на рост растений. И еще одно замечание: предельно допустимые концентрации вредных веществ определяются для отдельных веществ, а в сточной воде они присутствуют в виде смесей, что способно повышать их токсичность вследствие проявления синергетического эффекта.
На рисунке 1 показаны графики зависимости поверхностного натяжения и фитотоксичности (найденной по депрессии роста корневой системы пшеницы) от логарифма концентрации растворов додецилсульфата натрия [17.]. Можно видеть идентичность этих зависимостей.
соответствует началу линейного участка на изотермах поверхностного натяжения и такого же участка на зависимости фитотоксичности от логарифма концентрации. Это позволяет предполагать, что как изменение поверхностного натяжения растворов, так и их фитотоксическое действие определяется одним свойством растворов ПАВ, а именно их адсорбцией.
Рис.1. Зависимость поверхностного натяжения (1) и фи-тотоксичности (2) от логарифма концентрации раствора додецилсульфата натрия
Рис.2. Зависимость коэффициента адсорбционного распределения (1) и фитотоксичности (2) от логарифма концентрации DDSNa. Схема пор в мембранах до (I) и после (II) адсорбции поверхностно-активного вещества
В соответствии с представлениями о методах сравнительного расчета разработанных М.Х. Карапетянцем [18], если два свойства имеют одинаковую зависимость от какого либо фактора, то между ними возможна взаимосвязь типа
= (1) Учитывая, что поверхностное натяжение в зависимости от концентрации раствора может быть описано уравнением Шишковского,
Аа = ЯТГт 1п(1 + Кс)
(2)
то, с учетом того, что в нашем случае В~1, для таковой зависимости от концентрации раствора фитотокси-ческого действия можно написать уравнение типа,
М = ЛЯТТт 1п(1 + Кс), (3)
которое показывает прямую зависимость фитотоксиче-ского действия (определяемую как подавление роста корневой системы растений) от предельной адсорбции ПАВ.
Рис 3. Схема молекул гормона 17-р-экстрадиола и нонилфенола.
Таким образом, все ПАВ, независимо от их природы должны обладать неспецифическим фитотоксиче-ским действием, проявляющимся вследствие их способности к адсорбции. Другое дело неионогенное ПАВ -оксиэтилированный нонилфенол, которое в результате частичной деструкции в очистных сооружениях способно переходить в состояние нонилфенола. На рис.3 приведены формулы нонилфенола и гормона 17-р-экстрадиола. Это вещество обладает такой структурой молекул, что живые
организмы принимают его за один из гормонов, в результате чего происходит отравление живых организмов.
Эксперты из Гринпис [19] считают, что нонилфе-нол является ядовитым веществом и в ряде стран его применение было запрещено. Аналогичные результаты исследования были получены Белорусскими учеными [20]. Во многих других странах, в том числе и в России, это ПАВ производится и широко употребляется в практической деятельности.
Рис.4. Влияние концентрации DDSNa на скорость фильтрации воды мидиями [20]
Распространение нонилфенола в природе, также, как и многих других ПАВ, происходит в результате сброса сточных вод предприятий по синтезу ПАВ, а также текстильных предприятий, но в большей степени, его распространение происходит в результате адсорбции на волокнах, при производстве химических волокон, которые затем используются в производстве тканей, а также при использовании на текстильных фабриках ТВВ, содержащих это вещество. С готовыми изделиями оно попадает в те страны, в которых запрещено производство и потребление нонилфенола, вымывается при стирке, попадает на очистные сооружения и в открытые водоемы и включается в пищевые цепочки. Таким образом попадая и в организм человека с продуктами питания. На рис.4 показаны результаты исследований Остроумова С.А. [21] по воздействию ДДС (додецилсульфата) натрия на скорость фильтрования воды моллюсками в открытых водоемах.
Можно отметить, что характер этой зависимости аналогичен фитотоксическому воздействию на растения и изотерме поверхностного натяжения. Таким образом, и воздействие ПАВ на гидробионтов также можно объяснить их способностью к адсорбции на мембранах, через которые моллюски фильтруют воду.
Известно[1,3], что при адсорбции смеси ПАВ проявляется явление синергизма. При определенном соотношении содержания компонентов в смеси проявляется наибольшее синергетическое действие. Следовательно, попадая в открытые водоемы смеси ПАВ также могут проявлять синергизм адсорбции и усиливать токсическое действие в результате формирования составных адсорбционных слоев на поверхности мембран клеток живых организмов и растений.
Примеры синергетического действия фитотоксичности смеси ПАВ показаны на рисунках 5 и 6.
Можно отметить, что синергетическое действие начинает проявляться после формирования насыщенных адсорбционных слоев. В ненасыщенных адсорбционных слоях (при концентрации на порядок меньшей концентрации насыщения) синергизма не наблюдается, что видно из данных приведенных на рисунке 6.
Для снижения экологической нагрузки от сточных вод, содержащих ПАВ мы предложили способ очистки стоков с рециклизацией моющих средств[22]. На первой стадии очистки сточных вод производится пенная флотация, пеноконденсат собирается, фильтруется, подвергается дезинфекции и возвращается в моющий процесс для замены некоторого количества синтетических моющих средств.
Рис.5. Влияние состава смесей DDSNa (ПАВ1) и нео-флона 301(ПАВ2) на длину проростков пшеницы. Концентрация растворов 10-4 моль/л.
Рис.6. Влияние состава и концентрации смесей лаурил-
сульфата (ПАВ1) и нонилфенола НФ9-10 (ПАВ2) на длину проростков пшеницы. Концентрация растворов 1- 10-5, 2-10-4 моль/л
Выводы.
1. Проведен анализ результатов по изучению фито-токсического действия ПАВ. Показано сходство зависимостей коллоидно-химических свойств и фитотоксичности растворов ПАВ.
2. Исходя из предпосылки адсорбционного механизма фитотоксичности предложено уравнение для описания зависимости фитотоксического действия от концентрации растворов ПАВ, которое показывает прямую зависимость фитотоксичности от адсорбции.
3. Предложен способ очистки сточных вод от ПАВ с рециклизацией части СМС.
Литература
1. Волков В.А. Поверхностно-активные вещества в моющих средствах и усилителях химической чистки. -М.: Легпромбытиздат. 1985. 2001 с.
2. Волков В.А. Адсорбция и моющее действие поверхностно-активных веществ в процессе стирки./ Волков В.А., Агеев А.А., Миташова Н.И., Кибалов М.С. Вестник ХНУ.2011,№ 4, С.147-154.
3. Агеев А.А. Адсорбция поверхностно-активных веществ./ Агеев А.А., Волков В.А..-М. : МГУДТ. 2015. 180 с.
4. Агеев А.А. Поверхностные явления и дисперсные системы в производстве текстильных материалов и химических волокон./ Агеев А.А. Волков В.А., -М. : Совьяж Бево, 2003, 464 с.
5. Волков В.А., Определение показателей качества сточных вод, содержащих поверхностно-активные вещества. / Волков В.А., Миташова Н.И., Агеев
А.А. Известия Московского государственного технического университета МАМИ. 2014. Т. 3. № 1 (19). С. 68-76.
6. Агеев А.А. Адсорбция неионогенных ПАВ на поверхности волокон и её влияние на электрокинетический потенциал./ Агеев А.А., Волков В.А., Щукина Е.Л., Егорова О.С.Известия высших учебных заведений. Технология текстильной промышленности. 2010. № 1. С. 59-64.
7. Агеев А. А., Влияние рН среды на адсорбцию фтор-содержащих поверхностно-активных веществ на хлопковых волокнах/Агеев А. А., Волков В. А., Щукина Е. Л., Егорова О. С. Изв. вузов. Сер. технология текстильной промышленности. № 3. 2010. С. 36
8. Петрище А.Ф., Структура и содержание разработанной методики оценки качества полоскания стираемых в быту изделий различного волокнистого состава./ Петрище А.Ф., Мальцева М.Н. Фундаментальные и прикладные исследования кооперативного сектора экономики. Научно-технический жур-нал.-М.: РУК.2012.№4, С.152-155.
9. Петрище А.Ф., Классификация, потребительские свойства и исследование воды, синтетических моющих средств и их безопасность./ Петрище А.Ф., Мальцева М.Н.,Фехтин А.Г. Фундаментальные и прикладные исследования кооперативного сектора экономики. Научно-технический журнал. -М.: РУК.2014.№5, С. 119-131.
10. Мальцева М.Н. Анализ результатов маркетинговых исследований факторов использования синтетических моющих. Вестник Череповецкого государственного университета. 2014. № 1.с. 45-48
11. Петрище А.Ф., Мальцева М.Н. Синтетические моющие средства: потребительские свойства, нормирование, безопасность и эффективность использования. Москва-Вологда. Дашков и Ко, 2014. 150 с.
12. Волков В.А. Капиллярные свойства текстильных материалов/Волков В.А., Щукина Е.Л., Егорова О.С.Химическая технология. 2011. Т. 12. № 2. С. 84-99.
13. Ageev A.A., Effect of diffusion on the rate of adsorption of surfactants./Ageev A.A., Emel'yanov P.R., Volkov V.A. Fibre Chemistry. 2013. Bd. 44. № 6. С. 381-385.
14. Ageev A.A., Volkov V.A.Thermodynamics of adsorption from solutions onto clos fibers and determination of chemical affinity of dyes to fibers.Fibre Chemistry. 2012. Bd. 44. № 3. С. 175-179.
15. Миташова Н.И. Экологическая и токсикологическая безопасность сточных вод предприятий бытового обслуживания населения/Миташова Н.И., Волков В.А., Агеев А.А., Смирнова В.А.Вестник Российского нового университета. 2012. № 4. С. 611.
16. Корнеева М.В. Роль коллоидно-химических свойств коагулянтов на основе солей алюминия при
водоочистке/ Корнеева М.В., Волкова М.А..Вест-ник пермского университета. Химия, вып.1(15),
2012.С.92-100.
17. Волков В.А. Теоретические основы охраны окружающей среды. СПб. Лань, 2015. 254 с.
18. Карапетянц М.Х. Методы сравнительного расчета физико-химических свойств. -М.:Наука. 1965. 403с.
19. Грязная стирка. www/greenpeace.org/Global/ Russia/report/toxic. время обращения 15.2.2015 г.
20. Бураковский А.И. Нонилфенол как повреждающий фактор регуляторных систем организма./ Бураковский А.И., Пивень Н.В., Луховерчик Л.Н. Труды БГУ, Минск. 2010. Т.5. ч.1.С.243-254.
21. Остроумов С. А. Биологические эффекты при воздействии поверхностно-активных веществ на организмы. М.: МАКС Пресс, 2001. — 334 с.
22. Миташова Н.И. Очистка сточных вод, содержащих ПАВ, и их повторное использование./Миташова Н.И., Грибач Е.А., Назарова Е.А., Волков В.А., Смирнова В.А.Известия Московского государственного технического университета МАМИ.
2013. Т. 2. № 3 (17). С. 48-51.
КОМПЛЕКСООБРАЗОВАНИЕ И ЭКСТРАКЦИЯ ВОЛЬФРАМА С 2- ГИДРОКСИ -5 - БРОМТИОФЕНОЛОМ И АМИНОФЕНОЛАМИ
канд
Методы, основанные на цветных реакциях вольфрама с различными органическими реагентами, чрезвычайно многочисленны, но в практике химического анализа используют лишь некоторые из них [3,с.240]. Наибольшее распространение получили методы с применением то-луол-3,4-дитиола и роданида[10,с.711]. Реагенты, содержащие -ОН и -СООН группы, или две -ОН в орто положении друг к другу, взаимодействуют с вольфрамом преимущественно в слабокислых и нейтральных средах с образованием окрашенных комплексных соединений [11,с.286]. Для определения вольфрама использован 2-окси-5-хлортиофенол [5,с.71; 6,с.230], нитропроизводные пирокатехина, 2,3-дигидроксинафталина [6] и различные реагенты для ионной ассоциации [4,с.187;13,с.1305].
Настоящая работа посвящена исследованию взаимодействия вольфрама с 2-гидрокси-5-бромтиофенол (H2R, R) в присутствии аминофенолов. Из аминофенолов (АФ) использованы 2-(^^диетиламинометилтио)-4-ме-токсифенол (АФ1), 2-(^^дибутиламинометилтио)-4-ме-токсифенол (АФ2), 2,6-бис^^-диметиламинометил)-4-метилфенол (АФ3), 2,6-бис^^-диметиламинометил)-4-хлорфенол (АФ4), 2-(^^диметиламинометил)-4-метил-фенол (АФ5), 2-(^^диметиламинометил)-4-бромфенол (АФ6) и 4-хлор-2-(^^диметиламинометил)-6-тиофенил-метилфенол (АФ7). На основании полученных данных
Залов Али Зал
хим. наук, доцент кафедры аналитической химии, г. Баку
Гаджыева Афет Бахрам докторант кафедры аналитической химии, г. Баку Сулейманова Гейсер Сулейман
Старшы научный сотрудник, г. Баку
разработаны новые избирательные и высокочувствительные методики экстракционно-фотометрического определения микроколичеств вольфрама в сталях. Материалы и методики исследований Реагенты. Исходный раствор W(VI) готовили растворением в воде точной навески Na2WO4•2H2O «ч.д.а.». Концентрацию раствора вольфрама устанавливали гравиметрически - осаждением вольфрама в виде H2WO4 и взвешиванием WO3 [7,с.201]. Растворы с концентрацией 0.1 мг/мл получали разбавлением исходного раствора. В работе использовали 0.01 М растворы R и АФ в хлороформе. R и АФ синтезировали по методике: [8,с.426] и [9,с.32] соответственно.
Для создания оптимальной рН среды использовали 0.1 М растворы №ОН и КОН. Ионную силу растворов поддерживали постоянным (ц=0,1) введением рассчитанного количества КС1.
Аппаратура. Оптическую плотность экстрактов измеряли на фотоколориметре КФК-2 и на спектрофотометре СФ-26, равновесное значение рН водной фазы измеряли на иономерe И-120.2 со стеклянным электродом. Спектры ЭПР растворов разнолигандных комплексов снимали на спектрометре JEOS-JES-PE-3X (Япония) с рабочей частотой 9400 МГЦ.
Методика. В градуированные пробирки с притертыми пробками вводили от 0.1 до 0.8 мл с интервалом 0.1
