О.В. СЕРЕБРЕННИКОВА1,2, Е.Б. СТРЕЛЬНИКОВА1, И.В. РУССКИХ1, Ю.А. ХАРАНЖЕВСКАЯ3,4, Е.С. ВОИСТИНОВА3 1Институт химии нефти Сибирского отделения РАН, Томск (Россия) rus@ipc.tsc.ru 2Национальный исследовательский Томский политехнический университет, Томск (Россия) 3Сибирский научно-исследовательский институт сельского хозяйства и торфа, Томск (Россия) 4Национальный исследовательский Томский государственный университет, Томск (Россия)
Ключевые слова: болотные воды, южная тайга Западной Сибири, органическое вещество, химический состав, сезонная динамика, bog waters, southern taiga of Western Siberia, organic compound, chemical composition, seasonal dynamics
Страницы: 65-72
Методом хромато-масс-спектрометрии изучены содержание и химический состав органических жирорастворимых компонентов (липидов) снегового покрова, торфа и вод верхового участка, типичного для южной тайги Бакчарского болота (северо-восточные отроги Большого Васюганского болота). Показано, что состав липидов болотных вод подвержен сезонным колебаниям и формируется за счет соединений, образовавшихся в торфяной залежи и попадающих с атмосферными осадками, а также компонентов болотных растений. Содержание липидов в воде связано с динамикой уровня болотных вод, количеством выпавших атмосферных осадков и температурой воздуха. В начале весны количество липидных компонентов в болотных водах максимальное, их состав практически идентичен торфяным соединениям. При разбавлении воды тающим снегом содержание липидов снижается, при этом в снегу увеличивается доля основных групп липидов: н -алканов и н -альдегидов, а также циклических моно- и сесквитерпеноидов, присутствующих в болотных растениях раннего вегетационного периода. Повышение температуры воздуха и низкое количество атмосферных осадков приводят к росту в воде доли липидов, продуцируемых водными растениями, и соединений, входящих в состав смолы хвойных пород (дегидроабиетиновая кислота и ее производные). С увеличением количества дождевых осадков в воде снижается разнообразие состава и содержание липидов, при этом преобладают н -алканы С25 и С27, а также карбоновые кислоты. Снижение количества атмосферных осадков в конце лета сопровождается ростом содержания в болотной воде тритерпеноидов, стероидов, длинноцепочечных эфиров карбоновых кислот и токоферола. Кроме того, появляются характерные для березы бетулин и его производные, а также насыщенные нефтяные гопаны, попавшие в воду в результате проведения в августе технических работ на исследованном участке. Через месяц, в сентябре воды очищаются от продуктов антропогенной деятельности, резко повышается содержание биологических тритерпеноидов, а среди них - α- и β-амиринов, которыми обогащены брусника и клюква.
Исследованы превращения дец-1-ена в присутствии цеолитов Y, Вeta, ZSM-12 и ZSM-5 в Н-форме. Установлено, что основными продуктами реакции на цеолитах H-Y, H-Beta, H-ZSM-12 являются изомеры дец-1-ена и его олигомеры, а на цеолите H-ZSM-5 идет преимущественно изомеризация дец-1-ена. В интервале температур 150-220 °С рассматриваемые каталитические системы можно расположить в следующий ряд по активности: Н-Вeta > H-Y > H-ZSM-12 >> H-ZSM-5, а по селективности образования олигомеров: H-ZSM-12 > H-Вeta ~ H-Y >> H-ZSM-5. Выявлено, что среди олигомеров преобладают димеры децена, имеющие алкилнафтеновую структуру. Содержание непредельных углеводородов с три- и тетразамещенными двойными связями составляет 2.2-3.2 %. Синтезированные олигомеры децена по своим физико-химическим свойствам близки к гидрированным поли-α-олефинам, полученным в присутствии каталитических комплексов AlCl3.
Изучена годичная динамика состава и содержания групп фенольных соединений (оксибензойных кислот, оксикоричных кислот и флавонолов) и индивидуальных компонентов (в том числе галловой, протокатеховой, хлорогеновой, кофейной, п-кумаровой, коричной кислот, гиперозида, изокверцитрина, рутина и авикулярина) в листьях растений Spiraea media Fr. Schmidt, S. chamaedryfolia L. и S. hypericifolia L., произрастающих в районах г. Новосибирска с высоким и фоновым уровнем транспортно-промышленного загрязнения. Выявлены особенности воздействия загрязнения окружающей среды и климатических параметров на содержание фенольных компонентов и фракций. В условиях загрязнения в листьях у всех видов значительно понижалось содержание основных компонентов. Наиболее устойчивое ежегодное понижение содержания обнаружено в листьях S. hypericifolia. Уровень годичной изменчивости числа фенольных компонентов в условиях загрязнения увеличивался (S. media, S. chamaedryfolia) либо незначительно изменялся (S. hypericifolia) по сравнению с контролем, а уровень изменчивости содержания большинства соединений уменьшался.
В данном обзоре освещается проблема связи экспозиции частицам пыли от угольной и углеперерабатывающей промышленности с риском развития сердечно-сосудистых заболеваний (ССЗ). Характерные особенности экспозиции пылевым частицам подобного рода включают в себя: 1) высокие уровни и хронический тип пылевого загрязнения; 2) малый аэродинамический диаметр (АД) частиц пыли (менее 1.0 мкм), способствующий их вдыханию и проникновению в альвеолы; 3) склонность пылевых частиц к агрегации в кластеры с АД от 2.5 до 10 мкм, оседающие в верхних дыхательных путях; 4) специфический химический состав пылевых частиц (углерод, диоксид кремния, оксид алюминия, сульфаты, карбонаты, нитраты, летучие органические соединения). Несмотря на в целом доказанную связь экспозиции всем фракциям частиц пыли с повышенной заболеваемостью и смертностью от ССЗ, остается неясной доля их случаев, вызванных пылевыми частицами независимо от заболеваний дыхательной системы, для которых характерна коморбидность с ССЗ. Кроме того, наблюдается явная нехватка эколого-эпидемиологических исследований с мониторингом частиц с аэродинамическим диаметром менее 0.1 мкм, экспозиция которым могла бы наиболее вероятно объяснить связь пылевого загрязнения и ССЗ (частицы с настолько малым аэродинамическим диаметром способны проникать в системный кровоток). Наконец, большинство многоцентровых эпидемиологических исследований, обосновывающих связи частиц пыли с развитием ССЗ, выполнено в развитых странах. Проведение подобных исследований в развивающихся странах с учетом их географических, климатических и социоэкономических особенностей, а также особенностей организации добычи и переработки угля способствовало бы изучению популяционных взаимосвязей экспозиции частицам пыли с другими факторами риска ССЗ и механизмов их патогенного действия. Конечной целью таких исследований должно быть создание персонифицированной программы профилактики ССЗ с учетом уровня и продолжительности экспозиции частицам пыли и сопутствующих факторов риска.
Выбросы сажи совместно с отработанными газами автомобилей с дизельными двигателями наносят огромный вред окружающей среде. Для эффективного удаления сажи используют сажевые фильтры с каталитическим покрытием. На примере катализатора PtPd/MnOx-Al2O3 рассмотрены кинетические параметры (энергия активации и предэкспоненциальный фактор) процесса окисления сажи кислородом и NOx в термопрограммируемом и изотермическом режимах. Показано, что воспроизводимые кинетические данные получаются в изотермическом режиме при условии проведения процесса в кинетически контролируемой области. Эта информация важна для сопоставления окислительных свойств катализаторов с целью совершенствования составов каталитических покрытий для сажевых фильтров.
Проведен анализ экологических проблем, связанных с термической переработкой боеприпасов. Изучена возможность очистки вентиляционных выбросов печи термической переработки с использованием сорбента и катализатора дожигания. Исследована активность ряда катализаторов полного окисления на основе оксидов переходных металлов, а также платины и палладия. Установлено, что наибольшую активность проявляет катализатор Pt-Pd/5 % CeO2-Al2O3. Предложена технология и разработана установка для обезвреживания вентиляционных выбросов термической переработки некондиционных бое-припасов (патронов, гильз, капсюлей стрелкового оружия). Технология предусматривает очистку газов от паров ртути, свинца, оксидов азота и других неорганических примесей на сорбенте и каталитическое окисление СО на твердом катализаторе.
Проведен обзор адсорбентов и катализаторов на основе углеродных материалов, используемых для очистки газов от сероводорода. Наряду с традиционными материалами на основе активированного угля, значительное внимание уделено использованию углеродных нанотрубок и углеродных нановолокон для приготовления катализаторов селективного окисления сероводорода до серы. Эффективность очистки от сероводорода с использованием катализаторов на их основе существенно выше, а допирование материала азотом значительно улучшает показатели этого процесса. Описаны три базовые технологии утилизации сероводорода, разработанные в Институте катализа СО РАН и основанные на использовании псевдоожиженного слоя катализатора селективного окисления сероводорода и катализаторов-сорбентов в стационарном слое: 1) из кислых газов аминовой очистки попутного нефтяного газа; 2) очистка газов отдувки высокосернистой нефти; 3) окисление сероводорода непосредственно в составе попутных нефтяных газов. Предложено использовать эффективные углеродные катализаторы и сорбенты для доочистки хвостовых газов установок, созданных по базовым технологиям.
Исследовано влияние метода введения Pd в γ-Al2O3 из растворов хлорида Pd на физико-химические и каталитические свойства катализаторов PdO(Pd)/Al2O3. Серия катализаторов изучена методами CЭМ, РФА, БЭТ, РФЭС, ТПВ Н2. Показано, что использование различных методов введения Pd в гранулы оксида алюминия позволяет контролировать распределение активного компонента по сечению гранулы Al2O3. Установлено, что локализация Pd в зерне катализатора определяет характер восстановления в ТПВ Н2 и активность в реакции глубокого окисления метана, что связано с различной степенью взаимодействия активного компонента с носителем. Показано, что в случае использования метода адсорбции-осаждения и последующего прокаливания при температуре 1000 °С активный компонент формируется на поверхности гранул преимущественно в форме PdO, обеспечивая высокую реакционную способность в реакции окисления метана.
Представлены данные группового и компонентного состава фракций битумоидов, полученных при последовательной экстракции методом Грефе из бурого угля Тюльганского месторождения следующими растворителями: этанол, н-гептан, спиртобензол. Методами ИК-Фурье, 13С ЯМР (CPMAS) и хромато-масс-спектрометрии показано, что полученные битумы представляют собой многокомпонентную смесь веществ, преимущественно состоящую из алканов, жирных спиртов, непредельных углеводородов, небольшого количества ароматических соединений, карбоновых кислот и фенолов. Обнаружены биологически активные вещества: Lignoceric alcohol, Ceryl alcohol, Behenic alcohol, Ferruginol, β-Amyrin, Heneicosane .
Г.Г. ВОЛКОВА, Е.А. ПАУКШТИС
Институт катализа им. Г. К. Борескова Сибирского отделения РАН, Новосибирск (Россия) ggvolkova@catalysis.ru
Ключевые слова: карбонилирование, диметиловый эфир, кислая цезиевая соль фосфорвольфрамовой гетерополикислоты, карбонилы родия, in situ, ИК-спектроскопия, carbonylation, dimethyl ether, acid cesium salt of phosphoric-tungstate heteropolyacid, rhodium carbonyls, in situ, IR spectroscopy
Страницы: 717-721
Новый газофазный процесс безгалогенного карбонилирования диметилового эфира (ДМЭ) в метилацетат - перспективный экологичный способ получения метилацетата. Наибольшую активность и селективность в реакции карбонилирования ДМЭ имеют бифункциональные катализаторы с высокой концентрацией сильных бренстэдовских кислотных центров - кислые цезиевые соли фосфорвольфрамовой гетерополикислоты, промотированные родием состава Rh/CsхH3-х РW12O40 (1.5 ≤ x ≤ 2). Отличительной особенностью данных катализаторов является их применение в восстановительной среде, где происходят существенные трансформации поверхности катализатора, вплоть до изменения фазового состава. С целью управления активностью и селективностью катализаторов в реакции карбонилирования ДМЭ проведено исследование формирования активной поверхности катализатора в условиях реакции. Методом ИКС адсорбированного СО установлено образование различных карбонилов родия: и Rh6(CO)16 на поверхности in situ восстановленного Rh/Cs2HPW12O40 катализатора после напуска СО. В случае изменения условий активации идентифицировано образование металлических частиц. Установлена зависимость между условиями восстановления, составом поверхности катализатора in situ и селективностью по метилацетату. Наличие частиц металлического родия вызывает разрыв связи С-О в молекуле ДМЭ и значительно снижает селективность по метилацетату - с 95 до 50 %. Наибольшую активность и селективность по метилацетату показали катализаторы, на поверхности которых в условиях реакции существуют только карбонилы родия при полном отсутствии следов металлического родия. Полученные результаты могут служить основой для разработки высокоактивного и стабильного катализатора для экологически чистого процесса безгалогенного карбонилирования ДМЭ.
Наш сайт использует куки. Продолжая им пользоваться, вы соглашаетесь на обработку персональных данных в соответствии с политикой конфиденциальности. Подробнее