Вода: химия и экология

Статья посвящена экологическим проблемам загрязнения водных ресурсов при антропогенном воздействии. Вода является одним из наиболее ценных ресурсов нашей планеты, влияющим на качество жизни человека и экономические показатели страны. При определении качества воды важно определить ее гидрохимические показатели, в частности, кислотно-основные характеристики, жесткость, минерализацию, содержание ряда тяжелых металлов и органических соединений. Данные показатели позволяют оценить степень техногенного загрязняющего действия. Нами исследованы отдельные аналитические показатели воды реки Зильдяр, подверженной техногенному воздействию процесса нефтедобычи Исламгуловского нефтяного месторождения Республики Башкортостан. Установлены водородный показатель, общая жесткость, сухой остаток, катионно-анионный состав, концентрации тяжелых металлов, фенола и нефтепродуктов. Критического загрязнения воды реки Зильдяр не выявлено, нефтедобыча не оказывает существенного техногенного воздействия на исследованный водный ресурс.

В статье рассматривается химический способ расслоения упаковочного композитного материала вида Tetra-Pak. Совместно с химическим воздействием веществ использовались дополнительные способы расслоения композитной упаковки. Расслоение достигалось путём механической и химической обработки различными кислотами разных концентраций с последующим термическим воздействием различными диапазонами температур. Произведён сравнительный анализ условий проведения опытов, а также произведён подбор наиболее эффективного реагента среди использованных в ходе множественных опытов кислот разной степени разбавления. По результатам опытов были выбраны наиболее подходящие и выгодные для разделения на слои упаковки Tetra-Pak условия. Результаты способности и скорости расслоения упаковочных материалов в разных условиях, а также при различном внешнем воздействии, приведены в виде графических зависимостей. Проанализированы полученные в ходе реакции продукты, а также приведены рекомендации по их применению далее. Кроме того, произведена оценка полученных разделённых слоёв упаковки Tetra-Pak, их изменения в ходе произведённых реакций, изменения в массе, внешние отличия. В выводе работы отражены общие результаты и эффективность проведённых опытов по разделению многослойной упаковки.

Научная статья рассматривает актуальные методы машинного обучения для предсказания химических реакций и оптимизации условий синтеза. Сфера химического синтеза является ключевой в науке и промышленности, и внедрение методов машинного обучения представляет собой инновационный подход к решению сложных проблем в этой области. Статья обсуждает применение графовых нейронных сетей, рекуррентных нейронных сетей и генеративных моделей для предсказания реакций с высокой точностью. Также рассматриваются методы оптимизации условий синтеза, основанные на машинном обучении, с акцентом на предсказании оптимальных параметров реакции.

В работе на качественном уровне проведена оценка эффективности фильтрации водного золя золотых наночастиц (НЧ) через фильтр на основе сетки однослойных углеродных нанотрубок (ОУНТ), полученных аэрозольным CVD-методом с использование этанола и ферроцена. Предложен простой способ изготовления трехслойных фильтров на основе сеток ОУНТ для водных растворов с предварительной обработкой диметилсульфоксидом с целью улучшения смачиваемости фильтра. Методом просвечивающей электронной микроскопии (ПЭМ) изучена морфология и определен средний диаметр НЧ золота. Методами абсорбционной спектроскопии и ПЭМ изучено влияние ОУНТ на эффективность фильтрации водного золя золотых НЧ со средним диаметром 44±6 нм. Показано, что фильтры на основе сеток ОУНТ могут выступать в качестве фильтров для наночастиц.

Объектом исследования являлась малая р. Барсук– правый приток более крупной р. Ишим (Тюменская область). Для изучения динамики гидрохимического состава вод малой реки Барсук и ее притоков с учетом воздействия климатических и антропогенных факторов пробы воды отбирались вблизи населенных пунктов. Изучены гидрохимические особенности самой реки и ее притоков, а также проведено сопоставление полученных данных с результатами прошлых лет (данные 1967 и 1991 гг.). За рассматриваемый период (1967-2020гг.) тип вод остался неизменным (гидрокарбонатно-натриевый тип), хотя на протяжении реки содержание главных ионов существенно изменяется. Произошло защелачивание вод, особенно в самой реке (в притоках этот процесс не наблюдался), что может быть связано с антропогенным влиянием. Общая минерализация воды в реке не претерпевает существенных изменений и соизмерима с данными 1967г. Однако в 1991 году данный показатель был в 2 раза ниже. Эти же факторы определяют снижение содержания взвешенных веществ в 2020 г. в 2 раза по сравнению с 1991г. Максимальное негативное воздействие на качество вод р. Барсук было зафиксировано вблизи с. Базариха, где практически все исследованные показатели имеют аномальные значения по сравнению с другими точками отбора. Воды реки Барсук используются для орошения, водопоя скота и рыбного хозяйства, что делает уровень антропогенной нагрузки в некоторых населенных пунктах недопустимой.

В данной статье рассматривается важность мониторинга биохимического потребления кислорода (БПК) как в сточных, так и в природных водах. Этот параметр является ключевым показателем уровня загрязнения водных ресурсов и позволяет оценить эффективность работы очистных сооружений. Одним из перспективных методов мониторинга является использование различных биосенсоров, которые позволяют быстро и точно определить уровень БПК в реальном времени. Применение биосенсоров особенно актуально в условиях растущего экологического контроля и необходимости обеспечения высокого качества водных ресурсов. Микроорганизмы активного ила являются важным компонентом БПК-биосенсоров, поскольку они обладают высокой чувствительностью к изменению уровня биохимического потребления кислорода. Они способны быстро реагировать на изменение концентрации органических загрязнителей в воде, что позволяет получать точные и своевременные данные о состоянии водных ресурсов. Использование микроорганизмов активного ила в биосенсорах также является экологически безопасным подходом, поскольку не требует использования вредных химических реагентов. В статье рассмотрены влияние рН и содержания NaCl на эффективность работы биосенсоров на основе микроорганизмов активного ила для определения индекса биохимического потребления кислорода.

Ежегодно растет интерес к развитию и внедрению малосточных и бессточных технологий на тепловых электрических станциях. Причина заключается в том, что увеличивается стоимость как на природную воду, так и на административные штрафы за сброс сточных вод. В статье представлен литературный анализ применяемых технологий очистки на сегодняшний день, описаны достоинства и недостатки. На примере электростанции Республики Башкортостан приведены варианты модернизации установки водоподготовки для снижения количества сточных вод. Разработана и подробно описана технологическая схема бессточной установки подготовки воды с применением мембранных модулей очистки.

Рассмотрены теоретические основы очистки сточных вод от тяжелых металлов под воздействием лазерного излучения. Показана возможность осаждения ионов тяжелых металлов путем перевода их в гидроксиды и гидрокарбонаты в результате химических преобразований веществ под действием кавитации. Объектом исследований является причина химических преобразований веществ в процессе кавитации. Предмет исследований – природа эффекта люминесценции, сопровождающего процесс развитой кавитации. При проведении исследований использован экспериментальный метод совместной синхронизированной фиксации импульсов давления и светоэмиссии при разрыве и коллапсе кавитационных каверн объемной жидкости с помощью двухканального запоминающего осциллографа. Экспериментально доказано возникновение соновспышек при расширении каверн в жидкости, что не подтверждает гипотезу о тепловой природе сонолюминесценции.

В данной статье рассматривается использование и методы синтеза метионина, который является одной из незаменимых и лимитирующих аминокислот. Данная аминокислота проявляет различную биологическую активность, что приводит к широкому кругу ее использования в различных медицинских препаратах, а также как добавки при производстве современных комбикормов, поэтому основным потребителем метионина является производство премиксов и готовых кормов для животноводства и птицеводства. Анализ химических способов производства показал, что в России метионин получают через несколько стадий, последней из которых является нейтрализация соли метионина серной кислотой, что приводит к образованию большого количества сульфата щелочного металла. значительные затраты на его выделение наряду с его невысокой стоимостью, приводят к удорожанию самого метионина. Известны методы проведения нейтрализации метионата с помощью диоксида углерода, в результате чего весь процесс организуется непрерывно без образования побочных продуктов. В качестве аппарата для данной стадии предлагается использовать реактор с мешалкой импеллерного типа. Для данного аппарата были рассчитаны основные параметры: объем, поверхность теплообмена, диаметр и высота.

В данной статье представлен обзор современных методов виртуального моделирования, таких как квантово-химические методы, молекулярная динамика и докинг, и их приложение в различных аспектах органической химии. Рассмотрены применение виртуального моделирования для дизайна новых молекул, изучения реакционных механизмов и прогнозирования свойств материалов. Освещены перспективы использования методов машинного обучения и системной интеграции для улучшения точности прогнозов. В заключении подчеркнута важность виртуального моделирования как инструмента, способствующего инновациям в органической химии и обеспечивающего основу для будущего развития науки и технологии.