Снижение загрязнения атмосферы летучими терпеноидами Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

УДК 338.246

СНИЖЕНИЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ АТМОСФЕРЫ ЛЕТУЧИМИ ТЕРПЕНОИДАМИ

В. В. Кулак

Научный руководитель - В. А. Рогов, Р. А. Степень

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660037, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

E-mail: aaa@sibsau.ru

Экспериментально установлено наличие терпиноидных фрагментов в продуктах, осаждающихся в лесу, над кустарниково-травянистой растительностью и городскими районами, что свидетельствует о возможности участия летучих экзометаболитов хвойных древесных растений в выведении из атмосферы загрязнителей. Указывается с учетом этого обоснованным представление о реальности очищения воздуха цехов промышленных предприятий посредством распыления в них хвойных эфирных масел.

Ключевые слова: загрязнение, атмосфера, ИК-спектры, терпеноиды, эфирное масло. REDUCTION OF ATMOSPHERIC POLLUTION BY VOLATILE TERPENOIDS

V. V. Kulak

Scientific Supervisor- V. A. Rogov, R. A. Stepen

Reshetnev Siberian State Aerospace University 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660037, Russian Federation

E-mail: aaa@sibsau.ru

Existence the terpinoidnykh of fragments in the products which are besieged in the wood over shrubby and grassy vegetation and urban areas is experimentally established that testifies to a possibility of participation of volatile ekzometabolit of coniferous wood pants in deduction from the atmosphere of pollutants. It is specified taking into account it proved idea of reality of clarificstion of air of shops of the production enterprises by means of dispersion in them pine- leaf essential oils.

Keywords: pollution, atmosphere, IR spectrums, terpenoida, essential oil.

Атмосфера в лесу намного чище, чем в населенных пунктах. Не вызывает сомнения, что такое положение преимущественно объясняется производственной деятельностью человека. Вместе с тем немаловажную роль играет и разное выведение загрязняющих веществ из воздушной среды на сравниваемых территориях. Основное значение в этом процессе принадлежит неорганическим аэрозолям, однако, представляется, что частично оно обусловлено и органическими соединениями. Последние под воздействием кислорода воздуха подвергаются окислению с образованием заряженных частиц [3]. Примеси воздуха, адсорбируясь на них, ведут к утяжелению частиц, что ведет к их выведению из атмосферы и ее очистке от поллютантов. Основными компонентами органической фракции летучих экзометаболитов хвойных древесных растений являются терпеноиды [5,8]. Представляется актуальным выяснение вопроса об их участии в осветлении и оздоровлении воздушной среды, что может иметь непосредственное прикладное значение.

Целью проводимых исследований является решение вопроса об участии летучих терпенои-дов хвойных древесных растений в процессе выведении примесей воздушного пространства.

Осветление водной и воздушной среды посредством введения в них активаторов для конгломерации мелких частиц является широко распространенным приемом. Рядовым процессом,

Актуальные проблемы авиации и космонавтики - 2017. Том 2

используемым при очистке сточных вод промышленных предприятий, считается коагуляция. Распыление солей серебра в атмосфере также давно известный прием для регулирования выпадения осадков. Указывается и об осветлении атмосферы посредством адсорбции загрязнителей воздуха на образованных органическими соединениями ядрах Айткена, значительная часть которых над лесными массивами представлена летучими терпеноидами [5, 11]. Их ежегодный «выход» с 1 га сосновых насаждений, главным поставщиком которых являются охвоенные побеги [6] в среднем оценивается в 60 кг [8] и они поднимаются на высоту не менее 1 км [10].

Объектом исследований служили примеси, содержащиеся в воздухе на 5 участках на высоте 1,5 м. С учетом влияния ветра они расположены по прямой в направлении КрАЗ-ТЭЦ-1. Контролем (уч. 1) служили сосны в 23 км западнее Красноярска. Пробная площадь кустарниково-травянистой растительности (уч. 2) находилась в 7 км за чертой города. Остальные 3 последовательно располагались в санитарно-защитной зоне перед КрАзом (уч. 3), на расстоянии около 2 км после него 9 (уч. 4) и в Ленинском районе на ул. 26 Бакинских комиссаров (уч. 5). На каждом участке приблизительно при одинаковых условиях в течение 1 ч воздух прокачивали через бумажные фильтры. Отбор воздуха проводился согласно нормативным требованиям. Отработанные фильтры промывали диэтиловым эфиром. После фильтрации его основное количество отгоняли на водяной бане при 50 °С, остальное (около 8-10 мл) - испарялось при комнатной температуре. Выделенные препараты исследовали методом ИК-спектроскопии, помещая их между пластинами поваренной соли. Часть препаратов сжигалось в керамических тиглях для оценки соотношения в них органической и минеральной фракций.

Следует отметить, что такое распределение фракционного состава в связи с протеканием в воздушной среде окислительных и поликонденсационных превращений носит динамических характер. Монотерпеновые углеводороды окисляются в кислородосодержащие компоненты, часть из которых фиксируется при ГЖХ-анализе. Другая их часть, включая полимеризованные продукты, остается в колонках хроматогрофа.

Выделенные серным эфиром из отработанных бумажных фильтров, через которые на территории исследованных участков пропускали воздух. Представляют собой отличающуюся по плотности, цвету и запаху вязкую массу. Ее плотность последовательно уменьшается от лесного (1) к участкам перед КрАЗом (3), с травостоем (2), после КрАЗа (4) и в Ленинском районе (5). Вклад минеральных веществ, за исключением перестановки уч. 2 и 3, нарастает в таком же порядке: 48, 67, 74, 86 и 93 %. В лесу, над травостоем и перед КрАЗом их меньше, чем в городской черте с ее высокой запыленностью. Практически такая же динамика запаха и цвета: запах городских образцов слабее, а цвет темнее по сравнению с выделениями над кустарниково-травянистой растительностью. Эти данные находятся в соответствии с представлением о переносе летучих экзометаболитов ветром из городских районов на городскую территорию и их взаимодействии с компонентами промышленно-транспортных выбросов [4].

Следует отметить, что протекание окислительных превращений терпеноиов тесно связано с их ионизацией [3]. Образование отрицательных ионов, количество которых на данной территории существенно превышает городские участки, создает благоприятные условия для осаждения аэрогенных загрязнителей. Исходя из этого, представляется обоснованным распыление таких препаратов с целью снижение загрязнения атмосферы, например, запыленных рабочих помещений. Помимо удаления поллютантов их проведение улучшает санитарно-гигиенические состояние.

Результаты исследования свидетельствуют, что выделяемые хвойными древесными растениями терпеноидные вещества могут служить центрами конгломерации примесей воздушной среды, оседание которых очищает ее от загрязнителей. Данные исследований указывают на возможность выведения из рабочих помещений мелких частиц (пыли) путем направленного распыления эфирного масла.

По результатам исследований можно сделать вывод, что использование растений, деревьев выделяющих наибольшее количество летучих терпеноидов, отрицательных ионов может способствовать значительному улучшению экономической обстановки в мегаполисе.

Библиографические ссылки

1. Степень Р. А., Климова Л.С. Содержание и состав терпеновых компонентов отдельных частей сосны обыкновенной // Химия др-ны. 1985. №4. С. 185-187.

2. Степень Р.А., Корсунова Т.А. Об участии терпеновых экзометаболитов в гумусообразо-вании // Изв. СО АН СССР. Серия биол. наук. 1988. Т. 14. Вып. 2. С. 43-49.

3. Степень Р. А., Репях С.М. Летучие терпеноиды сосновых лесов. Красноярск, 1998. 406 с.

4. Степень Р.А., Рогов В.А., Рогов А.В. Летучие экзометаболиты. Их свойства и воздействие на растительные организмы и человека. Красноярск, 2007. 100 с.

5. Степень Р. А., Хребтов Б. А. Летучие тенрпеноидные соендинения и ограничение ими прозрачности атмосферы // Исслед Земли из космоса. 1981. №1. С. 74-77.

© Кулак В. В., 2017