Всего на сайте:
119 тыс. 927 статей

Главная | Охрана труда, БЖД

Разработка методик определения и способа очистки воды от ряда Поверхностно-Активных Веществ (ПАВ)  Просмотрен 143

Шакирова виктория викторовна

ВВЕДЕНИЕ

Главнейшим источником загрязнения гидросферы являются производственные сточные воды, с ними в водоемы попадает большое количество токсических материалов, к которым принадлежат и ингибиторы кислотной коррозии (ИКК), в значительных количествах находящиеся в сточных водах газо- и нефтеперерабатывающих, химических, химикометаллургических и машиностроительных предприятий.

Азотсодержащие ингибиторы кислотной коррозии представляют собой катионные поверхностно-активные вещества (КПАВ), разрушаемые при их взаимодействии с веществами, вызывающими коррозию. Это - индивидуальные вещества или композиции, относящиеся к различным классам органических соединений, в том числе – производные имидазолинов (например: Сепакорр, Додиген, Камеликс, Геркулес и др.).

ИКК отрицательно влияют на флору и фауну, ухудшают органолептические свойства воды, замедляют процесс самоочищения в водных бассейнах. Как сами ИКК, так и особенно продукты их разложения являются биологически активными веществами и необходим строгий контроль за их содержанием в объектах окружающей среды. Однако, несмотря на широкое использование ИКК, ассортимент методов их определения в сточных водах перерабатывающих предприятий крайне ограничен. Поэтому разработка новых чувствительных и селективных методик определения ИКК в объектах окружающей среды является актуальной задачей.

Для идентификации и определения ИКК чаще всего используют экстракционно-фотометрические и вольтамперометрические методы, однако, как селективность, так и чувствительность этих методик недостаточна. В последнее время разработаны методы сорбционного концентрирования, основанные на применении силикагелей, оксида алюминия и природного сорбента группы СВ (Алыков Н.М., 2000).

Не менее важным является разработка способов очистки сточных вод от данного ряда ПАВ. Известны технологические схемы очистки промышленных вод перерабатывающих предприятий, основанные на применении сорбционных процессов. В качестве сорбентов используются в основном микропористые активные угли. Применение природных сорбентов для сорбции КПАВ и ИКК с целью их определения и удаления из объектов окружающей среды изучено мало.

Для процессов, связанных с сорбционной очисткой воды, должны быть использованы только экономически выгодные и экологически эффективные технологии. Данная работа открывает перспективы применения природных минеральных сорбентов для решения ряда экологических проблем, связанных с очисткой природных и сточных вод от вредных органических загрязнителей.

Целью работы явилась разработка сорбционно-фотометрических методик определения ряда поверхностно-активных веществ в природных и сточных водах нефте- и газоперерабатывающих производств и способа их сорбционной очистки с использованием опок Астраханской области.

Задачи исследования:

- исследовать равновесные характеристики реакций образования трехкомпонентных комплексных соединений (ТКС), содержащих поверхностно-активные вещества, органические реагенты (ОР) и ионы металлов в водных растворах и на поверхности сорбента СВ-2 (область рН, температура, стехиометрия комплекса, спектры поглощения и константа равновесия);

– предположить механизм образования трехкомпонентных комплексных соединений и их возможную структуру, на основе полученных равновесных характеристик реакций образования комплексов;

– на основе анализа изотерм сорбции установить закономерности статической сорбции ряда поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-2 и рассчитать термодинамические параметры сорбции (изменение энтальпии, энтропии и изобарно-изотермического потенциала);

– охарактеризовать кинетику сорбции ряда поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-2 и рассчитать основные характеристики образования активированных сорбционных комплексов;

– с использованием квантово-химических расчетов смоделировать механизм адсорбции ряда поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-2.

Научная новизна. В работе впервые разработаны научные основы методик концентрирования ряда поверхностно активных веществ, использованные для очистки природных и сточных вод нефте- и газоперерабатывающих производств.

Практическая значимость работы заключается в следующем:

– разработаны методики сорбционно-фотометрического определения ряда поверхностно-активных веществ в воде;

– использованы природные ресурсы Астраханской области – опоки, для очистки сточных вод газоперерабатывающих предприятий;

– разработанный в работе способ очистки природных и сточных вод применяется в Астраханской нефтехимической компании, также этот способ может быть использован на других нефтегазовых предприятиях;

– материалы диссертации внедрены в учебный процесс Астраханского государственного университета и используются студентами отделения «Химия» по направлению «Естественно-научное образование» при выполнении практических и лабораторных работ в курсе «Средства и методы обеспечения гидросферы», а также для чтения лекций по спецкурсу «Поверхностно-активные вещества».

На защиту выносятся:

– доказательство возможности образования трехкомпонентных соединений, содержащих поверхностно-активные вещества, ионы металлов и органические реагенты в растворах и на поверхности сорбента СВ-2;

– предположение о механизме образования трехкомпонентных соединений и их возможной структуре;

– основные параметры термодинамики и кинетики сорбции данного ряда поверхностно-активных веществ и их трехкомпонентных комплексных соединений сорбентом СВ-2 из водных растворов;

– сорбционно-фотометрические методики определения ряда поверхностно-активных веществ в природных и сточных водах газоперерабатывающих производств и способ их сорбционной очистки;

– механизм адсорбции ряда поверхностно-активных веществ на сорбенте СВ-2, теоретически обоснованный с использованием квантово-химических расчетов.

Обоснование научных положений, выводов и рекомендаций.Полученные научные положения и выводы, приведенные в диссертационной работе, являются результатом исследований, выполненных с применением различного современного научно-исследовательского оборудования и взаимодополняющих методов на экспериментальной базе Астраханского государственного университета, с применением статистических методов и компьютерной техники, что делает положения диссертации достоверными.

Личный вклад автора. Систематизация и анализ литературных данных, выполнение эксперимента, статистическая обработка результатов наблюдений и расчетов, их обобщение и формулирование выводов на их основе, проведены лично автором. Также автор активно участвовал в обсуждении результатов и написании статей. Соавторами работы являются научный руководитель Н.М. Алыков и сотрудники кафедры аналитической и физической химии АГУ, которым автор приносит свою благодарность.

Апробация работы.Основные результаты работы представлены и доложены на Международных, Всероссийских и региональных конференциях, среди которых:

Международная конференция «Концентрирование в аналитической химии» (Астрахань, 2001), XVII Менделеевский съезд по общей и прикладной химии (Казань, 2003), Международный форум «Аналитика и Аналитики» (Воронеж, 2003), Всероссийская конференция «Аналитика России» (Москва, 2004), XL Всероссийская конференция по проблемам математики, информатики, физики и химии (РУДН, Москва, 2004), VII Международная научная конференция «Эколого-биологические проблемы бассейна Каспийского моря» (Астрахань, 2004), Международная конференция «Средства и методы обеспечения экологической безопасности» (Астрахань, 2005). В целом материалы диссертации доложены и обсуждены на расширенном научном семинаре кафедры аналитической и физической химии Астраханского государственного университета (Астрахань, 2005).

Публикации. По материалам диссертации опубликованы 16 работ, в том числе 10 статей и 5 тезисов докладов Международных и Всероссийских конференций.

Структура и объем работы. Диссертация изложена на 133 страницах, состоит из введения, четырех глав и выводов, включает 35 рисунков, 12 таблиц и список цитируемой литературы, содержащий 170 ссылок.

 

ГЛава I. общие вопросы эколого-аналитической

 

Предыдущая статья:Технлогічна частина Следующая статья:Химии ряда поверхностно-активных веществ
page speed (0.0091 sec, direct)