CC BY
31
AZ9RBAYCAN KÍMYA JURNALI № 4 2014
47
UOT 541.15
POLÍXLORBÍFENÍL T9RKÍBLÍ TRANSFORMATOR YAGLARININ RADÍOLÍZÍ E.T.Abdullayev, M.9.Qurbanov, P.C.Camalov, a.H.Qurbanov*, S.M.9liyev
Azdrbaycan Milli EA Radiasiya Problemldri institutu
AzdrbaycanMilli EA M.F.Nagiyev adina Kataliz vd Qeyri-üzvi Kimya institutu*
elsad_abdullayev@hotmail.com
Redaksiyaya daxil olmu§dur 16.07.2014
Tadqiqat i§inda tarkibinda tayin etdiyimiz polixlobifenillarin (PXB) ümumi miqdari 165.4 q/kq olan "Sovtol" markali transformator yaginin radiolizi zamani PXB-larin 9evrilma va radiolizin qaz mahsullanrnn (H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4, £C3, ^c4, £C5, ZC6) amalagalma kinetikasi öyranilmi§dir. Müayyan edilmi§dir ki, 5 Mrad §üalanma dozasina qadar PXB-larin miqdari artir, §üalanmanin sonraki dozalarinda isa azalma mü§ahida olunur. 50 Mrad dozaya qadar PXB-larin kütlaca 55% ?evrilmaya maruz qalir. Radiolizin asas qaz mahsulu karbon qazi (0.03 molekul 10-2 eV), hidrogen (0.012 molekul 10-2 eV) va dam qazidir (0.007 molekul 10-2 eV).
Agar sözlsr: radioliz, transformator yagi, Sovtol, polixlorbifenilldr.
Polixlobifenillar (PXB) asasan transformator va kondensatorlarda istilikda§iyici va dielek-trik maye kimi istifada olunur. 1929-cu ildan bu maddalarin sanaye istehsalina ba§lanilmi§dir. Aparilan tadqiqatlar naticasinda PXB-larin yüksak toksiki va kanserogen xassalara malik olmasi va 9ox ki?ik miqdarlarinin (icazaverilan miqdari atmosfer havasinda 1 mkq/m, suda 1 mkq/l, torpaqda isa 0.1 mkq/kq-dir [1]) canli orqanizmlara manfi tasir göstarmasi müayyan olunmu§dur. PXB-lar Davamli Üzvi Birla§malar kimi Beynalxalq ta§kilatlarin, o cümladan Avropa íttifaqinin 1982-ci ilda qabul etdiyi prioritet cirklandiricilar, ham9inin Davamli Üzvi £irklandiricilar haqqinda Stokholm Konvensiyasinin siyahisina daxil edilmi§, 1986-ci ilda onlarin sanaye istehsali qadagan olunmu§dur. Lakin bu müddata qadar dünyada 2 mln. tondan 9ox PXB istehsal olunmu§dur. Hazirda tarkibinda PXB olan transformator yaglarinin utilizasiya edilmasi aktual problemlardandir.
PXB utilizasiyasi ü9ün istifada olunan yüksak temperaturda yandirilma prosesi zamani onlardan daha toksiki olan dioksinlar amala galir. PXB-larin yandirilmaqla zararsizla§dirilmasi prosesinin effektivliyi 99.9%-dan az olmamalidir. Bu maqsadla müasir yandirilma sobalari istifada oluna bilar. Lakin bu avadanliqlar bahali (30-60 mln AB§ dollari), qurla§dirilmasi isa mürakkabdir. Ham9inin atraf mühitin monitorinqina ciddi nazarat talab olunur. Bu avadanliqlar-dan istifada etdikda tamizlanmaya 9akilan xarc 3-4.5 min AB§ dollari/ton olur [2].
PXB zararsizla§dirilmasi maqsadi ila katalitik hidrogenolizin tatbiqi perspektiv üsullardan sayilir [3]. Bu proses naticasinda halogenüzvi birla§malar toksiki olmayan, ba§qa proseslar ü9ün xammal rolunu oynayan mahsullara 9evrila bilar. Lakin kifayat qadar aktiv va stabil kataliza-torlarin alinmasi, ham9inin proses naticasinda korroziyani süratlandiran hidrogen-xloridin amala galmasi bu üsulun praktiki istifadasini mahdudla§dirir. Bu üsul ü9ün an effektiv katalizator palladium hesab olunur, lakin qiymatli metal olmasi onun bu maqsadla geni§ miqyasda tatbiqini mahdudla§dirir. Ham9inin, takrar istifadadan sonra katalizatorun aktivliyi azalir.
PXB utilizasiyasi ü9ün istifada olunan kimyavi metodlardan biri da molekulda olan xlor atomlarini avaz etmakla onlari hidroksi- va ya alkoksitöramalara 9evirmak, alinan mahsullardan isa polimerla§ma va polikondensla§ma proseslari ü9ün xammal kimi istifada etmakdir [4]. PXB dime-tilsulfoksid i§tirakinda etanol va kalium-hidroksid ila reaksiyalari naticasinda avvalca etoksi-, daha sonra isa hidroksitöramalar alinir. Bu halda da molekulda olan xlor atomlarinin tam avaz olun-masina nail olunmur va avazolunma zamani molekulda xlor atomlarinin sayi azaldiqca avazetma da 9atinla§ir.
48 POLiXLORBiFENIL TQRKiBLi TRANSFORMATOR YAGLARININ RADiOLiZi
Polixlorbifenil tarkibli transformator yaglarinin ionla§dirici §üalarla qar§iliqli tasiri natica-sinda xlor atomunun benzol halqasindan ayrilmasi va amala galan aril radikallarinin bir-biri ila birla§masi ba§ verir. Bu zaman mütaharrik hidrogen atomuna malik birla§malardan (heksan, pro-pil spirti va s.) istifada etdikda mahsullarin amala galma va PXB cevrilma xarakteri dayi§ir [5].
Tadqiqat i§inda tarkibinda tayin etdiyimiz PXB ümumi miqdari 165.4 q/kq-1 olan "Sovtol" markali transformator yagi doza gücü 30 rad/san olan 60Co izotopu ila 5, 10, 20, 40 va 50 Mrad dozalarda statik §araitda, otaq temperaturunda §üalandirilmi§, PXB-larin cevrilma va radiolizin qaz mahsullarinin (H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4, JC3, £C4, ZC5, ZC6) amalagalma kinetikasi öyranilmi§dir.
TecRüBi Hisse
PXB analizi Amerika etraf Mühit Agentliyinin tartib etdiyi metod asasinda aparilmi§ [6] va Qaz xromatoqrafindan (Agilent Technologies 7820A) istifada olunmu§dur. §akil 1-da tarkibinda 12 PXB olan standartdan (CEN PCB Congener Mix 1, 10 mkq/ml in heptane, Supelco) hazirlanmi§ qari§igin xromatoqrami verilmi§dir. Har bir pikin üzarinda komponentin Cixma vaxti (saniya) göstarilmi§dir.
Hz 700
600
500
400
300
§akil 1. Qaz xromatoqrafi (Agilent Technologies 7820A) ila gakilmi§ 12 PXB qari§iginin (100 mkq//) standart xromatoqrami.
5 1 0 15 20 25 30 35 440 mn
Cadval 1-da analiz olunan PXB va onlarin cixma vaxtlari verilmi§dir.
Cadval 1. Polixlorbifenillarin qaz xromatoqrafinda (Agilent Technologies 7820A) cixma vaxtlari
Polixlorbifenil Beynalxalq adi Qixma vaxti, san
PXB 18 2,2',5-trixlorbifenil 13.167
PXB 28+31 2,4,4'-trixlorbifenil + 2,4',5-trixlorbifenil 15.289
PXB 52 2,2',5,5'-tetraxlorbifenil 16.935
PXB 44 2,2',3,5'-tetraxlorbifenil 17.906
PXB 101 2,2',4,5,5'-pentaxlorbifenil 21.056
PXB 118+149 2,3',4,4',5-pentaxlorbifenil+2,2',3,4',5',6-heksaxlorbifenil 23.990
PXB 153 2,2',4,4',5,5'-heksaxlorbifenil 25.060
PXB 138 2,2',3,4,4',5'-heksaxlorbifenil 26.345
PXB 180 2,2',3,4,4',5,5'-heptaxlorbifenil 29.117
PXB 194 2,2',3,3',4,4',5,5'-oktaxlorbifenil 31.564
Radiolizin qaz mahsullari "ra30-xp0M-3101" va "Цвет-102" xromatoqraflarinda analiz olunmu§dur.
A3EPEAH#«AHCKHH XHMHHECKHH ^YPHAH № 4 2014
E.T.ABDULLAYEV уэ b.
49
N0TÎC0L0R va ONLARIN MÜZAKiRGSi §skil 2-ds PXB-lsrin çevrilms kinetikasi verilmi^dir.
С, q/kq
20 30 40 A Mrad
§9kil 2. Sovtol markali transformator yaginin doza gücü 30 rad/san olan 60Co izotopu ils ^üalandmlmasi zamani PXB-lsrin çevrilms kinetikasi: 1 - PXB 180, 2 - PXB 28+31, 3 - PXB 18, 4 - PXB 101, 5 -PXB 118 + 149, 6 - PXB 153, 7 - PXB 138, 8 -PXB 52, 9 - PXB 44.
§skil 2-dsn göründüyü kimi, tsyin olunan PXB miqdan 5 Mrad §üalanma dozasina qsdsr artir, §üalanmarnn sonraki dozalannda iss azalma mü^ahids olunur. PXB miqdannda 5 Mrad-a qsdsr artimin olmasi Sovtolun tsrkibinds olan daha çox xlor atomu (8-12) saxlayan PXB xlorsuzla§araq az xlor atomlu komponentlsri smsls gstirmssi ils izah olunur. 50 Mrad dozaya qsdsr % PXB-18 -kütlscs 44.0, PXB-28+31 - 50.5, PXB-52 - 54.2, PXB-44 - 54.5, PXB-101 - 56.6, PXB-118+149 -57.2, PXB-153 - 57.9, PXB-138 - 58.8, PXB-180 - 61.2, ümumilikds iss 55% çevrilmsys msruz qalir. Göründüyü kimi, molekulda xlor atomlarinin sayi artdiqca çevrilms dsrscssi ds artir. §skil 3-ds radiolizin qaz mshsullarmin smsbgolms kinetikasi verilmiçdir.
N, 10
20 30 40
D, Mrad
20 30
D, Mrad
N, 10
20 30
D, Mrad
§9kil 3. Sovtol markali transformator yaginin radiolizinin qaz mshsullarinin smsls-gslms kinetikasi (N - radioliz mshsullari-nin molekul sayidir.
50 POLiXLORBIFENIL TORKiBLi TRANSFORMATOR YAGLARININ RADiOLiZi
Gorunduyu kimi, transformator yaginin radiolizinin asas qaz mahsullari karbon qazi, hidrogen va dam qazidir. £C5 va £C6 asasan 20 Mrad dozadan sonra amala galir va 50 Mrad dozada molekul sayi uygun olaraq 34015 va 8.5-1016 olur. Hidrogenin amalagalma prosesinin
2 3 2 4
radiasiya-kimyavi 9ixi§i 1.2-10" , dam qazinin 7.Ы0" , karbon qazinin 340" , metanin 3.340" , etanin 2.440"5, etilenin isa 7.7-10"5 molekul 10"2 eV olur.
0D0BiYYAT SiYAHISI
1. Клюев Н.А., Бродский Е.С. // Супертоксиканты XXI века. Информ. выпуск № 5. ВИНИТИ, Москва, 2000. С. 31-63.
2. Аршинов Н.П., Васин А.В., Папуша А.И. и др. // Электрика. 2006. № 3. С. 28-32.
3. Мехаев А.В., Первова М.Г., Таран О.П. и др. // Химия в интересах устойчивого развития. 2011. С. 179-186.
4. Забелина О.Н., Кириченко В.Е., Первова М.Г. и др. // Журн. прикл. химии. 2006. Т. 79. № 5. С. 801-808.
5. Qurbanov М.Э., Abdullayev E.T., Qurbanov Э.Н. va b. // Azarb. kimya jurnali. 2010. № 3. S. 75-78.
6. Determination of Pesticides and PCBs in Industrial and Municipal Wastewaters. EPA 600/4-82-023. National Technical Information Service. PB82-214222 / Spring field. Virginia 22161/April 1982.
РАДИОЛИЗ ТРАНСФОРМАТОРНЫХ МАСЕЛ С СОДЕРЖАНИЕМ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ
Э.Т.Абдуллаев, М.А.Курбанов, П.Дж.Джамалов, А.Г.Курбанов, С.М.Алиев
Изучена кинетика превращений ПХБ и образования газопродуктов (H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4, ZC3, ZC4, ZC5, IC6) при радиолизе трансформаторного масла марки "Совтол" с концентрацией 165.4 г/кг определенных нами ПХБ. Установлено, что при дозе облучения до 5 Мрад количество ПХБ возрастает, а при увеличении доз облучения наблюдается их снижение. При дозах облучения до 50 Мрад 55% массы ПХБ подвергается превращению. Основным газопродуктом радиолиза является углекислый газ (0.03 молекул 10"2 эВ), водород (0.012 молекул 10"2 эВ) и угарный газ (0.007 молекул 10"2 эВ).
Ключевые слова: радиолиз, трансформаторное масло, "Совтол " полихлорированные бифенилы.
RADIOLYSIS OF THE TRANSFORMER OILS CONTAINING POLYCHLORINATED
BIPHENYLS
E.TAbdullayev, MA.Gurbanov, P.J.Jamalov, A.H.Gurbanov, S.MAliyev
Kinetics of transformation of PCBs and the formation of gas products (H2, CO, CO2, CH4, C2H6, C2H4, ZC3, ZC4, ZC5, £C6) has been studied during the radiolysis of transformer oil of "Sovtol" mark with concentration 165.4 g/kg identified PCB by us. It is established that the number of PCBs increases at up to 5 Mrad radiation dose, and the decreasing is observed at increase in radiation doses. PCBs undergo 55% mass transformation up to 50 Mrad dose. The main gas product of the radiolysis is carbon dioxide (0.03 molecule 10"2 eV), hydrogen (0.012 molecule 10"2 eV) and carbon monoxide (0.007 molecule 10"2 eV).
Keywords: radiolysis, transformer oil, "Sovtol", polychlorinated biphenyls.
