До складу всіх миючих засобів включають в якості основного компонента синергетичний суміш ПАР [1] різної будови. Зазвичай суміші аніоноактивних і неіоногенних ПАР співвідносяться як 20/80%. В процесі прання ці ПАР видаляють забруднення і адсорбуються як на волокнах тканин, так і на частинках забруднень, причому встановлено [2], що неіоногенні ПАР адсорбуються в більшій кількості, ніж аніонактивні і йдуть з миючого процесу не тільки виділяючись в стічні води, а й в адсорбованому стані в волокнах тканин [3], в той час як аніонактивні ПАР повністю десорбируются в процесі полоскання виробів в автоматичних пральних машинах.

Анотація наукової статті з хімічних технологій, автор наукової роботи - Поліефтова А.П., Волков В.А., Міташова Н.І.


Область наук:
  • хімічні технології
  • Рік видавництва діє до: 2015
    Журнал: Євразійський Союз Вчених

    Наукова стаття на тему 'АДСОРБЦІЯ І ФІОТОТОКСІЧНОСТЬ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН У РОЗЧИНАХ І СТІЧНИХ ВОДАХ'

    Текст наукової роботи на тему «АДСОРБЦІЯ І ФІОТОТОКСІЧНОСТЬ ПОВЕРХНЕВО-АКТИВНИХ РЕЧОВИН У РОЗЧИНАХ І СТІЧНИХ ВОДАХ»

    ?0011

    ВКЛЮЧЕННЯ НАГРІВУ ПРИ ТЕМПЕВАТУРЕ. НИЖЧЕ ЗАДАНОЇ

    Hot -<

    0012

    ?||-<.- = |-|; Е = ГР / т = '.-: "1УЧ, S» XS задати

    Datchik 2

    I-

    Cold

    0013

    ЗАВАНТАЖЕННЯ Навішування КАТАЛІЗАТОРА І ПОГТЮТІТЕЛЯ ВОЛОГИ lndikator_Zagrutici3

    Zagruzka2

    T » 'a-T«' s

    BLINK

    ENABLE OUT

    TIMELOW -О '

    TIMEHIGH

    ZagrjzlcaS - (

    0014

    ТРОДОЛЖЕКІЕ переміщення компонентів? ШВИДКІСТЬ ОБЕРТАННЯ а>Рези: SOMSO ОЬМІн: UBtavka_Peremeshivaniya4

    I-

    TP

    STOP

    0015

    ВИМИКАННЯ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ГРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦІЇ попущенія поліуретанові герметики Stop

    Pf t - (R) -

    0016

    ІНДИКАТОР ЗУПИНКИ ТЕХНОЛОГІЧНОГО ПРОЦЕСУ STOP

    I-

    ln<iicator_Stop

    Рис.3 - Програма реалізації отримання поліуретанових герметиків на мові LD, ланцюги 11-16

    Список літератури

    1. Cognard P. Adhesives and sealants: Basic concepts and high tech bonding. France: Elsevier, 2005. - 511 p.

    2. Голуб'ятників В.А., Шувалов В.В. Автоматизація виробничих процесів у хімічній промисловості. СПб .: Хімія, 1985. - 352 с.

    3. Калайтанов В.В. CoDeSys - інструментальний програмний комплекс промислової автоматизації // Young science. - 2014. - V.3. - С.7-9.

    4. Мінаєв І.Г., Самойленко В.В., Ушкур Д.Г. Програмовані логічні контролери в автоматизованих системах управління. Ставрополь: АГРУС, 2010. - 130 с.

    АДСОРБЦІЯ І ФІОТОТОКСІЧНОСТЬ ПОВЕРХНЕВО-активних речовин

    У РОЗЧИНАХ І СТІЧНИХ ВОДАХ

    Поліефтова А.П.

    Студентка 2-го курсу МГУДТ Волков В.А.

    Професор кафедри фізичної та колоїдної хімії МГУДТ

    Міташова Н.І.

    Доцент кафедри промислової екології університету МАМИ

    АНОТАЦІЯ

    До складу всіх миючих засобів включають в якості основного компонента синергетичний суміш ПАР [1] різної будови. Зазвичай суміші аніоноактивних і неіоногенних ПАР співвідносяться як 20/80%. В процесі прання ці ПАР видаляють забруднення і адсорбуються як на волокнах тканин, так і на частинках забруднень, причому встановлено [2], що неіоногенні ПАР адсорбуються в більшій кількості, ніж аніонактивні і йдуть з миючого процесу не тільки виділяючись в стічні води, а й в адсорбованому стані в волокнах тканин [3], в той час як аніонактивні ПАР повністю десорбируются в процесі полоскання виробів в автоматичних пральних машинах.

    Ключові слова. Колоїдно-хімічні властивості ПАР, поверхневий натяг, адсорбція, фітотоксічен-ність, синергізм, очищення стічних вод, рециклізація миючих засобів.

    Мета статті: узагальнення експериментальних дан Введення. Синергетичні суміші ПАР использу-

    них по фітотоксичності поверхнево-активних речовин ються і в процесах облагороджування бавовняних і її зв'язку з їх колоїдно-хімічно-ми властивостями. тканин, хоча інші компоненти СМС можуть і відсутність-

    вать в ТВВ [4]. Тому отримані для прання закономірності зміни складу компонентів миючих засобів при їх попаданні в стоки можна поширити і на процес облагородження тканин на текстильних підприємствах. Встановлено [5] що в стічній воді присутні всі компоненти миючих засобів, в кількостях, що істотно перевершують норми, що дозволяють проводити скидання стоків у міську каналізацію. Правда, співвідношення компонентів змінюється. В суміші ПАР в стічній воді переважають аніонактивні ПАР. Це ще раз підтверджує той факт, що неіоногенні ПАР сильніше адсорбуються волокнами тканин, ніж аніонактивні [6,7].

    Проблеми з видаленням компонентів СМС з волокон тканин при полосканні в побутових пральних машинах вивчала М.Н.Мальцева [8-10], узагальнюючи свої результати в книзі [11]. Встановлено, що в побутових умовах населення зазвичай перевищує рекомендовані для прання витрати миючих засобів, в результаті чого відбувається не тільки істотне забруднення побутових стічних вод миючими засобами, але значна їх частина залишається на волокнах тканин і потім потрапляє в організм людини. Вона встановила також, що навіть при дотриманні рекомендованих фірмами виробниками пральних препаратів концентрацій СМС для прального процесу, після полоскання по стандартному режиму в пральних машинах на тканинах залишається в 6 разів більше ПАР (~ 2,5 мг / дм 2), ніж встановлюється гігієнічними нормативами ( 0,4 мг / дм 2). Згодом ці ПАР потрапляють на шкіру людини при контакті з текстильними виробами, викликаючи алергічні реакції і дерматози, а

    На малюнку 2 показані коефіцієнти адсорбционного розподілу (1), фітотоксичності (2) і схема пори в мембранах до (I) і після (II) адсорбції молекул ПАР. Можна бачити, після формування адсорбційного шару ПАР на поверхні пір мембран їх розмір істотно зменшується, а поверхня, мабуть, набуває гідрофобні властивості, внаслідок чого ускладнюється обмін живих організмів водою з навколишнім середовищем. Освіта насиченого мономолекулярного шару ПАР

    також проникають в організм і концентруються в різних органах, порушуючи їх роботу.

    Така ситуація можлива у зв'язку з тим, що при проникненні в капіляри між волокнами [12] поверхнево-активні речовини після адсорбції на полімерних волокнах надзвичайно важко видалити внаслідок того, що цей процес протікає не в кінетичної, а в дифузійної області, що для встановлення рівноваги вимагає значного часу [13,14].

    Результати та обговорення. В процесі очищення стічних вод методом хімічної коагуляції і адсорбції на активованому вугіллі показники якості стічної води задовольняють тим, які допускають скидання стоків на міські очисні споруди [15]. Вибір коагулянтів проводився відповідно до рекомендацій приміських вчених [16].

    Дослідження фітотоксичності ПАР по їх впливу на пророщування зерен пшениці показало, що хоча і була досягнута ступінь очищення стоків, що дозволяє проводити їх скидання в каналізацію, ці очищені стічні води все одно мають фітотоксичністю, тобто шкідливо впливають на ріст рослин. І ще одне зауваження: гранично допустимі концентрації шкідливих речовин визначаються для окремих речовин, а в стічній воді вони присутні у вигляді сумішей, що здатне підвищувати їх токсичність внаслідок прояву синергетичного ефекту.

    На малюнку 1 показані графіки залежності поверхневого натягу і фітотоксичності (знайденої по депресії росту кореневої системи пшениці) від логарифма концентрації розчинів додецилсульфату натрію [17.]. Можна бачити ідентичність цих залежностей.

    відповідає початку лінійного відрізка на ізотермах поверхневого натягу і такого ж ділянки на залежності фітотоксичності від логарифма концентрації. Це дозволяє припускати, що як зміна поверхневого натягу розчинів, так і їх фітотоксичної дію визначається одним властивістю розчинів ПАР, а саме їх адсорбцією.

    Рис.1. Залежність поверхневого натягу (1) і фі-тотоксічності (2) від логарифма концентрації розчину додецилсульфату натрію

    Рис.2. Залежність коефіцієнта адсорбционного розподілу (1) і фітотоксичності (2) від логарифма концентрації DDSNa. Схема пір в мембранах до (I) і після (II) адсорбції поверхнево-активної речовини

    Відповідно до уявлень про методи порівняльного розрахунку розроблених М.Х. Карапетянцем [18], якщо дві властивості мають однакову залежність від будь-якого фактора, то між ними можлива взаємозв'язок типу

    = (1) З огляду на, що поверхневий натяг в залежності від концентрації розчину може бути описано рівнянням Шишковського,

    Аа = ЯТГт 1п (1 + Кс)

    (2)

    то, з урахуванням того, що в нашому випадку В ~ 1, для такої залежності від концентрації розчину фітотоксі-чеського дії можна написати рівняння типу,

    М = ЛЯТТт 1п (1 + Кс), (3)

    яке показує пряму залежність фітотоксічен-ського дії (яка визначається як придушення росту кореневої системи рослин) від граничної адсорбції ПАР.

    Рис 3. Схема молекул гормону 17-р-екстрадіола і нонілфенол.

    Таким чином, все ПАР, незалежно від їх природи повинні володіти неспецифічним фітотоксічен-ським дією, що виявляється внаслідок їх здатності до адсорбції. Інша справа неіоногенні ПАР -оксіетілірованний нонілфенол, яке в результаті часткової деструкції в очисних спорудах здатне переходити в стан нонілфенол. На рис.3 наведено формули нонілфенол і гормону 17-р-екстрадіола. Ця речовина має таку структуру молекул, що живі

    організми беруть його за один з гормонів, в результаті чого відбувається отруєння живих організмів.

    Експерти з Грінпіс [19] вважають, що нонілфе-нол є отруйною речовиною і в ряді країн його застосування було заборонено. Аналогічні результати дослідження були отримані білоруськими вченими [20]. У багатьох інших країнах, в тому числі і в Росії, це ПАР виробляється і широко вживається в практичній діяльності.

    Рис.4. Вплив концентрації DDSNa на швидкість фільтрації води мідіями [20]

    Поширення нонілфенол в природі, також, як і багатьох інших ПАР, відбувається в результаті скидання стічних вод підприємств по синтезу ПАР, а також текстильних підприємств, але в більшій мірі, його поширення відбувається в результаті адсорбції на волокнах, при виробництві хімічних волокон, які потім використовуються у виробництві тканин, а також при використанні на текстильних фабриках ТВВ, що містять цю речовину. З готовими виробами воно потрапляє в ті країни, в яких заборонено виробництво і споживання нонілфенол, вимивається при пранні, потрапляє на очисні споруди і у відкриті водойми і включається в харчові ланцюжки. Таким чином потрапляючи і в організм людини з продуктами харчування. На рис.4 показані результати досліджень Остроумова С.А. [21] по впливу ДДС (додецилсульфата) натрію на швидкість фільтрування води молюсками в відкритих водоймах.

    Можна відзначити, що характер цієї залежності аналогічний фітотоксичної дії на рослини і изотерме поверхневого натягу. Таким чином, і вплив ПАР на гідробіонтів також можна пояснити їх здатністю до адсорбції на мембранах, через які молюски фільтрують воду.

    Відомо [1,3], що при адсорбції суміші ПАР проявляється явище синергізму. При певному співвідношенні змісту компонентів в суміші проявляється найбільше синергетичне дію. Отже, потрапляючи у відкриті водойми суміші ПАР також можуть проявляти синергізм адсорбції і посилювати токсичну дію в результаті формування складових адсорбційних шарів на поверхні мембран клітин живих організмів і рослин.

    Приклади синергетичного дії фітотоксичності суміші ПАР показані на малюнках 5 і 6.

    Можна відзначити, що синергетичне дію починає проявлятися після формування насичених адсорбційних шарів. У ненасичених адсорбційних шарах (при концентрації на порядок меншою концентрації насичення) синергізму не спостерігається, що видно з даних наведених на малюнку 6.

    Для зниження екологічного навантаження від стічних вод, що містять ПАР ми запропонували спосіб очищення стоків з Рециклизация миючих засобів [22]. На першій стадії очищення стічних вод проводиться пінна флотація, пеноконденсат збирається, фільтрується, піддається дезінфекції та повертається в миючий процес для заміни деякої кількості синтетичних миючих засобів.

    Рис.5. Вплив складу сумішей DDSNa (ПАВ1) і нео-Флон 301 (ПАВ2) на довжину проростків пшениці. Концентрація розчинів 10-4 моль / л.

    Рис.6. Вплив складу і концентрації сумішей лаурил-

    сульфату (ПАВ1) і нонілфенол НФ9-10 (ПАВ2) на довжину проростків пшениці. Концентрація розчинів 1 10-5, 2-10-4 моль / л

    висновки.

    1. Проведено аналіз результатів по вивченню фіто-токсичної дії ПАР. Показано схожість залежностей колоїдно-хімічних властивостей і фітотоксичності розчинів ПАР.

    2. Виходячи з передумови адсорбционного механізму фітотоксичності запропоновано рівняння для опису залежності фітотоксичної дії від концентрації розчинів ПАР, яке показує пряму залежність фітотоксичності від адсорбції.

    3. Запропоновано спосіб очищення стічних вод від ПАР з Рециклизация частини СМС.

    література

    1. Волков В.А. Поверхнево-активні речовини в миючих засобах і підсилювачах хімічної чистки. -М .: Легпромбитіздат. 1985. 2001 з.

    2. Волков В.А. Адсорбція і миючий дію поверхнево-активних речовин в процесі прання. / Волков В.А., Агєєв А.А., Міташова Н.І., Кібале М.С. Вісник ХНУ.2011, № 4, С.147-154.

    3. Агєєв А.А. Адсорбція поверхнево-активних речовин. / Агєєв А.А., Волков В.А ..- М. : МГУДТ. 2015. 180 с.

    4. Агєєв А.А. Поверхневі явища та дисперсні системи у виробництві текстильних матеріалів та хімічних волокон. / Агєєв А.А. Волков В.А., -М. : Совьяж Бево, 2003 464 с.

    5. Волков В.А., Визначення показників якості стічних вод, що містять поверхнево-активні речовини. / Волков В.А., Міташова Н.І., Агєєв

    А.А. Известия Московського державного технічного університету МАМИ. 2014. Т. 3. № 1 (19). С. 68-76.

    6. Агєєв А.А. Адсорбція неіоногенних ПАР на поверхні волокон і її вплив на електрокінетіческій потенціал. / Агєєв А.А., Волков В.А., Щукіна Е.Л., Єгорова О.С.Ізвестія вищих навчальних закладів. Технологія текстильної промисловості. 2010. № 1. С. 59-64.

    7. Агєєв А. А., Вплив рН середовища на адсорбцію фтор-містять поверхнево-активних речовин на бавовняних волокнах / Агєєв А. А., Волков В. А., Щукіна Е. Л., Єгорова О. С. Изв. вузів. Сер. технологія текстильної промисловості. № 3. 2010. С. 36

    8. Петрище А.Ф., Структура і зміст розробленої методики оцінки якості полоскання стираних в побуті виробів різного волокнистого складу. / Петрище А.Ф., Мальцева М.Н. Фундаментальні та прикладні дослідження кооперативного сектора економіки. Науково-технічний жур-нал.-М .: РУК.2012.№4, С.152-155.

    9. Петрище А.Ф., Класифікація, споживчі властивості та дослідження води, синтетичних миючих засобів та їх безпеку. / Петрище А.Ф., Мальцева М.Н., Фехтін А.Г. Фундаментальні та прикладні дослідження кооперативного сектора економіки. Науково-технічний журнал. -М .: РУК.2014.№5, С. 119-131.

    10. Мальцева М.Н. Аналіз результатів маркетингових досліджень факторів використання синтетичних миючих. Вісник Череповецкого державного університету. 2014. № 1.С. 45-48

    11. Петрище А.Ф., Мальцева М.Н. Синтетичні миючі засоби: споживчі властивості, нормування, безпека і ефективність використання. Москва-Вологда. Дашков і Ко, 2014. 150 с.

    12. Волков В.А. Капілярні властивості текстильних матеріалів / Волков В.А., Щукіна Е.Л., Єгорова О.С.Хіміческая технологія. 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. Міташова Н.І. Екологічна і токсикологічна безпека стічних вод підприємств побутового обслуговування населення / Міташова Н.І., Волков В.А., Агєєв А.А., Смирнова В.А.Вестнік Російського нового університету. 2012. № 4. С. 611.

    16. Корнєєва М.В. Роль колоїдно-хімічних властивостей коагулянтів на основі солей алюмінію при

    водоочистці / Корнєєва М.В., Волкова М.А..Вест-ник пермського університету. Хімія, вип.1 (15),

    2012.С.92-100.

    17. Волков В.А. Теоретичні основи охорони навколишнього середовища. СПб. Лань, 2015. 254 с.

    18. Карапетянц М.Х. Методи порівняльного розрахунку фізико-хімічних властивостей. -М.: Наука. 1965. 403с.

    19. Брудна прання. www / greenpeace.org / Global / Russia / report / toxic. час звернення 15.2.2015 р.

    20. Бураковський А.І. Нонілфенол як фактор, що ушкоджує регуляторних систем організму. / Бураковський А.І., Півень Н.В., Луховерчік Л.Н. Праці БГУ, Мінськ. 2010. Т.5. ч.1.С.243-254.

    21. Остроумов С. А. Біологічні ефекти при впливі поверхнево-активних речовин на організми. М .: МАКС Пресс, 2001. - 334 с.

    22. Міташова Н.І. Очищення стічних вод, що містять ПАР, і їх повторне використання. / Міташова Н.І., Грібачев Е.А., Назарова Е.А., Волков В.А., Смирнова В.А.Ізвестія Московського державного технічного університету МАМИ.

    2013. Т. 2. № 3 (17). С. 48-51.

    Комплексоутворення І ЕКСТРАКЦІЯ вольфраму з 2 ГІДРОКСИ -5 - БРОМТІОФЕНОЛОМ І амінофеноли

    канд

    Методи, засновані на кольорових реакціях вольфраму з різними органічними реагентами, надзвичайно численні, але в практиці хімічного аналізу використовують лише деякі з них [3, с.240]. Найбільшого поширення набули методи з застосуванням то-Луол-3,4-дитіол і роданида [10, с.711]. Реагенти, що містять ОН і СООН групи, або дві-ОН в орто положенні один до одного, взаємодіють з вольфрамом переважно в слабокислих і нейтральних середовищах з утворенням забарвлених комплексних сполук [11, с.286]. Для визначення вольфраму використаний 2-окси-5-хлортіофенол [5, с.71; 6, С.230], нітропохідні пірокатехіна, 2,3-дігідроксінафталіна [6] і різні реагенти для іонної асоціації [4, с.187; 13, с.1305].

    Справжня робота присвячена дослідженню взаємодії вольфраму з 2-гідрокси-5-бромтіофенол (H2R, R) в присутності амінофенолов. З амінофенолов (АФ) використані 2 - (^^ діетіламінометілтіо) -4-ме-токсіфенол (АФ1), 2 - (^^ дібутіламінометілтіо) -4-ме-токсіфенол (АФ2), 2,6-біс ^^ - диметиламінометил) -4-метілфенол (АФ3), 2,6-біс ^^ - диметиламінометил) -4-хлорфенол (АФ4), 2 - (^^ диметиламінометил) -4-метілфенол (АФ5), 2 - (^^ диметиламінометил) -4-бромфенол (АФ6) і 4-хлор-2 - (^^ диметиламінометил) -6-тіофенів-метілфенол (АФ7). На підставі отриманих даних

    Залів Алі Зал

    хім. наук, доцент кафедри аналітичної хімії, м.Баку

    Гаджиева Афет Бахрам докторант кафедри аналітичної хімії, м.Баку Сулейманова Гейсер Сулейман

    Старший науковий співробітник, м Баку

    розроблені нові виборчі і високочутливі методики екстракційно-фотометричного визначення мікрокількостей вольфраму в сталях. Матеріали і методики досліджень Реагенти. Вихідний розчин W (VI) готували розчиненням у воді точного навішування Na2WO4 • 2H2O «ч.д.а.». Концентрацію розчину вольфраму встановлювали гравіметрично - осадженням вольфраму в вигляді H2WO4 і зважуванням WO3 [7, с.201]. Розчини з концентрацією 0,1 мг / мл отримували розведенням вихідного розчину. У роботі використовували 0.01 М розчини R і АФ в хлороформі. R і АФ синтезували за методикою: [8, с.426] і [9, с.32] відповідно.

    Для створення оптимальної рН середовища використовували 0.1 М розчини №ОН і КОН. Іонну силу розчинів підтримували постійним (ц = 0,1) введенням розрахованого кількості КС1.

    Апаратура. Оптичну щільність екстрактів вимірювали на фотоколориметрі КФК-2 і на спектрофотометрі СФ-26, рівноважне значення рН водної фази вимірювали на іономерe І-120.2 зі скляним електродом. Спектри ЕПР розчинів різнолігандних комплексів знімали на спектрометрі JEOS-JES-PE-3X (Японія) з робочою частотою 9400 МГц.

    Методика. У градуйовані пробірки з притертими пробками вводили від 0.1 до 0.8 мл з інтервалом 0.1


    Ключові слова: Колоїдно-хімічні властивості ПАР / ПОВЕРХНЕВИЙ НАТЯГ / АДСОРБЦІЯ / фітотоксичну / СИНЕРГІЗМ / ОЧИЩЕННЯ СТІЧНИХ ВОД / Рециклизация МОЮЩИХ ЗАСОБІВ

    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити