Главная – Журналы – Химия в интересах устойчивого развития 2002 номер 4

Представлены структуры хлоросодержащих сесквитерпенов, продуцируемых высшими растениями. Приведены сведения о биологической активности некоторых соединений.

Рассмотрены наиболее актуальные и перспективные направления исследований в области непрямого окисления органических веществ пероксидом водорода, электрохимически генерированным in situ из кислорода в водных растворах электролитов с различным рН: 1) применение газо-диффузионных гидрофобизированных электродов для интенсификации электровосстановления кислорода; 2) возможность одновременного производства электроэнергии и электросинтеза ценных продуктов - гибридные системы топливный элемент - электролизер; 3) получение одного и того же продукта на аноде и катоде; 4) электролиз в ячейках с катионообменной мембраной и без мембраны; 5) увеличение селективности непрямого электросинтеза; 6) обеззараживание сточных вод.

Исследованы различные условия извлечения химических элементов (Cd, Zn, Cu, Cr, Mn, Pb, Ni, As, Hg), нормируемых в составе осадков сточных вод городских очистных сооружений, для дальнейшего определения их методом атомной абсорбции, рекомендованным для целей производственного контроля и оценки класса опасности осадков. Показано, что максимальное извлечение Cd, Zn, Cu, Cr, Mn, Pb, Ni достигается при использовании смеси азотной кислоты и пероксида водорода при нагревании. Специальная пробоподготовка рекомендована для извлечения Hg и As. С учетом результатов, полученных с помощью предлагаемого метода, рассчитан класс опасности реальных осадков сточных вод городских очистных сооружений Казани и Набережных Челнов и оценена возможность их использования в качестве удобрения.

Проведены модельные эксперименты для исследования взаимного влияния антрацена и пирена (полициклических ароматических углеводородов) и пресноводной губки Lubomirskia baicalensis - широко распространенного в озере Байкал вида. Показана способность губки активно удалять из воды антрацен и пирен (90-95 % за 36 ч), аккумулировать и сохранять преобладающую часть антрацена и пирена без их активного метаболизма, реагировать на присутствие данных экотоксикантов в воде специфическим изменением общего состава жирных кислот. Определение антрацена и пирена проведено методом ВЭЖХ, состав жирных кислот установлен методом ГЖХ.

Проведено исследование физико-химических свойств углеродных материалов различной кристаллографической структуры и изучена эффективность их применения в качестве наполнителей эластомерных композиций. Показано, что применение углеродных дисперсных наполнителей минерального и искусственного происхождения в эластомерных композициях наиболее эффективно при их предварительном совмещении с техническим углеродом в водной фазе.

Осуществлен подбор параметров процесса пиролиза модифицированных медью сульфитной целлюлозы и древесины осины, обеспечивающих получение медь-содержащих пористых углеродных материалов. Установлены зависимости, связывающие выход карбонизованного продукта и его удельную поверхность с условиями проведения пиролиза и способом модифицирования образца. Физико-химическая трансформация металлсодержащей целлюлозы при термической обработке и текстурные характеристики углеродных продуктов изучены методами ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием и диффузным отражением, ЭПР, электронной микроскопии, термогравиметрии и БЭТ. Установлено снижение температуры начала интенсивных процессов терморазложения металлсодержащих целлюлоз на 40-50 ?С и древесины осины на 15 ?С по сравнению с немодифицированными образцами. Предварительная обработка целлюлозы Н₂О₂ понижает ее структурную упорядоченность и ведет к дополнительному образованию связей С-О-С. Термическая обработка целлюлозы при 500-700 ?С сопровождается деструкцией эфирных связей С-О-С и образованием полисопряженных углеродных структур.

Исследованы состав и свойства основных продуктов замедленной карбонизации (1 ^oС/мин) среднетемпературного каменноугольного пека - смолы и твердого углеродного остатка - при разных конечных температурах. Определены температурные области выделения основного количества смолистых веществ (640-750 ^oС) и канцерогенных ПАУ (700-800 ^oС). Путем определения и сопоставления удельной поверхности углеродного остатка до и после экстракции бензолом, содержания и состава ПАУ в смоле пиролиза и экстракте углеродного остатка в области 700-750 ^oС показано, что эмиссия канцерогенных ПАУ в этой области температур определяется их десорбцией из пористой структуры углеродного остатка на стадии завершения образования структуры пекового кокса. При температурах 750-800 ^oС образование канцерогенных ПАУ определяется в основном газофазным процессом превращения углеводородных фрагментов, образующихся при формировании графитоподобной структуры.

Изменения в химическом составе древесины осины после измельчения в шаровой, планетарной, виброцентробежной мельницах оценены по медному числу, содержанию водорастворимых веществ, моносахаридов в водорастворимых веществах, количеству легкогидролизуемых полисахаридов. Установлено, что при измельчении древесины в присутствии гидроксида натрия процессы деструкции полиоз и лигнина протекают более интенсивно.

Исследованы особенности процессов термического разложения механоактивированных технических фторуглеродных материалов (ФУМ-МА) субстехиометрического и сверхстехиометрического состава в вакууме и инертной среде при 250-600 ?С методами термического анализа и высокотемпературной масс-спектрометрии. Показано, что механоактивация ФУМ интенсифицирует процессы гидролиза и пирогидролиза связей C-F хемосорбированной влагой с образованием фтористого водорода и низкомолекулярных оксифторидов углерода, что приводит к снижению термостойкости этих ФУМ на 20-70 ?С и упрощению их масс-спектров по сравнению с неактивированными образцами за счет снижения выхода высокомолекулярных продуктов термолиза фторуглеродных наноблоков. Предложена вероятная схема термофрагментации ФУМ-МА и показано, что механоактивация материалов приводит к уменьшению различий в свойствах технических ФУМ разной природы.

Изучен состав 133 мочевых камней пациентов Новосибирской области с целью анализа особенностей мочекаменной болезни в данном регионе. Исследования проводились методами рентгеновской дифрактометрии и ИК-спектроскопии. Показано, что более 80 % всех камней приходится на долю оксалатсодержащих и более половины являются оксалат-апатитовыми. Такой состав свидетельствует о ведущей роли нарушений обменных процессов в генезе камнеобразования. Струвит-апатитовые и состоящие только из карбонатапатита конкременты, типичные для инфекционного процесса, составляют лишь 9.8 % всех пато-образований. Мочевая кислота идентифицирована в 11.3 % камней, 3 % из них являются чистыми мочекислыми конкрементами. Полученные результаты сопоставляются с данными аналогичного исследования, проведенного в Москве и в Берлине.

Обоснована возможность создания стандартного многоэлементного образца состава глубинной воды озера Байкал. Это новый тип стандартного образца природных вод, сбалансированный по широкому спектру макро- и микроэлементов. Стандартный образец отражает специфику матричного состава гидрокарбонатно-кальциевых вод, к которым относятся воды многих рек и озер мира, а также дождевые воды. Создание стандартного образца байкальской воды стало возможным в результате обоснования стабильности состава воды на глубине 500 м, разработки технологий водозабора и водоподготовки, обеспечивающих сохранение первичного состава воды и ее абсолютную стерильность. Опытные партии байкальской воды в специальной упаковке из полиэтилентерефталата, разлитые в течение 7 лет, показали стабильность при хранении и однородность по большинству показателей. По результатам предварительных исследований состава глубинной байкальской воды выбран перечень компонентов, рекомендуемых для дальнейшей аттестации, и оценено их ориентировочное содержание.

Представлены результаты натурных исследований формирования и распределения химического стока минеральных веществ и тяжелых металлов в бессточной области Обь-Иртышского междуречья в 1995-1997 гг. Путем снегомерной съемки, лабораторного анализа талой и озерной воды, твердых частиц снега, взвешенного вещества и донных отложений крупнейших соленых озер Кулундинского, Кучукского и Большого Ярового получены количественные оценки стока и распределения тяжелых металлов. Обсуждаются физико-химические особенности такого распределения. С помощью индикационного метода химического анализа показано влияние точечных источников химических веществ, поступающих от промышленных предприятий, и диффузных источников поступления химических веществ в бессточные водные экосистемы междуречья.

Изучено непрямое окисление малеиновой кислоты пероксидом водорода, электрохимически генерированным in situ из кислорода в газодиффузионном электроде, в 1 М Na₂SO₄. Показано, что окисление субстрата в электролизере с катионообменной мембраной происходит до яблочной кислоты, а в электролизере без мембраны протекает деструктивно до CO₂ и H₂O.

Исследован состав минералов, структура апатита и содержание экологически контролируемых элементов в фосфоритах месторождений Хубсугульского (ХФБ) и Дзабханского (ДзФБ) фосфоритоносных бассейнов Монголии. Проведена структурно-химическая и минералогическая классификация фосфоритов. По минералогическому составу большая часть фосфоритов относится к кремнистому и карбонатно-кремнистому типу. Фосфатное вещество фосфоритов месторождений ХФБ и ДзФБ представлено гидроксилкарбонатфторапатитом. По соотношению главных компонентов апатиты, слагающие эти фосфориты, относятся к первой подгруппе "щелочного" типа, т. е. являются дефицитными по фосфору относительно стехиометрического состава. Содержание элементов-примесей в фосфоритах оценивалось по безразмерному универсальному показателю - коэффициенту экологичности фосфатов, который для фосфоритов Хубсугульского месторождения составил 1.186, а для Бурэнханского - 1.643, что означает их экологическую безопасность и пригодность для использования в качестве удобрений без химической обработки и обогащения. Предложенная классификация и экологическая оценка необходимы при решении вопроса о выборе оптимальной технологии переработки фосфоритов, в том числе механохимической, как наиболее простой и экологически безопасной. Классификация может быть полезна при решении генетических вопросов и в дальнейших поисках новых месторождений фосфоритов.