Вода: химия и экология

Данная статья исследует многообразие существующих методов для исследования такого гидрохимического показателя воды, как содержание азотсодержащих веществ. Настоящее исследование распространяется на питьевую и природную (поверхностную и подземную) воду, в том числе воду источников питьевого водоснабжения.

В качестве исследуемого объекта были отобраны пробы поверхностных и подземных вод различных водных бассейнов Красноярского края. Преимущество данного направления исследования было определено ввиду высокой степени контактирования общественности с поверхностными водами края, в свою очередь подземные воды повсеместно подвергаются внешнему воздействию со стороны крупных отраслевых предприятий, что в значительной мере негативно сказывается на соответствие вод санитарным требованиям и предельно допустимым концентрациям веществ.

На основании полученных экспериментальных данных составляется вывод по соответствию поверхностных и подземных вод к требованиям по данным показателям. Для установления соответствия к принятым требованиям будут приводиться предельно допустимые концентрации.

Данная работа призвана привлечь внимание к проблемам окружающей среды города Красноярска, отметить необходимость их исследования. Также статья наглядно демонстрирует наиболее рациональные методы исследования воды на содержание азотсодержащих веществ.

На примере Амурского ЦКК (Хабаровский край) рассматривается экономическая и экологическая ситуация до и после его закрытия. Дается краткая характеристика основных периодов его развития. Отмечается сложность утилизации отходов получения целлюлозы и её отбелки, особенно полученной сульфитно-варочным способом. Дается краткая характеристика и особенности работы очистных сооружений и рассеивающего выпуска сточных вод комбината. Отмечается трудность биоокисления производных ароматического характера (природного лигнина, лигносульфонатов, хлорлигнина и пр.) в очистных сооружениях и природной среде. Обозначаются основные механизмы биоразрушения лигноподобных веществ фенольного характера и некоторые особенности гидрологического режима р. Амур. Приводятся данные из открытых источников о накоплении и скорости биодеградации веществ подобных природному лигнину в водной среде.

Представлено общее описание процесса коагуляции-флокуляции и его применения в очистке воды и сточных вод. Рассматривается и оценивается значение коагуляции-флокуляции с акцентом на дестабилизацию коллоидов, удаление неорганических и органических веществ, удаление металлов и анионов, а также удаление патогенных микроорганизмов. Обобщаются последние достижения в области коагуляции, эволюция коагуляционных реагентов. Простые, предварительно полимеризованные коагулянты, уже не являются достаточными. Потребность в более эффективных коагулянтах привела к разработке новых категорий коагулянтов путем введения различных добавок в структуру предварительно полимеризованных коагулянтов. Первые попытки появились около двадцати лет назад, когда было предложено использовать для этих целей кремнезем. В настоящее время спектр добавок расширился, включая органические соединения, такие как анионные, катионные или неионные полиэлектролиты, что привело к появлению новых композиционных коагулянтов. Тенденцией в области коагуляции в настоящее время является производство модифицированных композиционных коагулянтов, которые становятся все более сложными по составу, но и более эффективными по сравнению с традиционно применяемыми реагентами.

На сегодняшний день одним из востребованных направлений научных исследований является изучение растений, которые находят широкое применение в традиционной и народной медицине. Приоритетным является выделение из их сырья веществ, обладающих фармакологической активностью, что позволяет на их основе создавать высокоэффективные лекарственные препараты. В последнее время увеличилось количество публикаций, которые посвящены изучению фитохимического состава растительного сырья, определению его потенциально активных соединений, изучению мишеней и механизмов их действия. Folia Menthae piperitae являются фармакопейными, но интерес к исследованию данного растения до сих пор актуален. Установлено, что одним из важнейших направлений в фармакогнозии на сегодняшний день является изучение растительного сырья полученного, путем культивирования растений, поскольку зарослей дикорастущих культур с каждым годом становится значительно меньше. Поэтому целью настоящего исследования явилось проведение сравнительного анализа суммарного содержания экстрактивных веществ в Folia Menthae piperitae для аптечного, дикорастущего и культивируемого растительного сырья. В ходе исследования определено, что все изучаемое сырье соответствовало требованиям фармакопейной статьи «Мяты перечной листья» по показателям влажность, зола общая и нерастворимая в хлористоводородной кислоте. Установлено, что максимальное содержание экстрактивных веществ наблюдалось в сырье, которое было получено путем культивирования на территории Астраханской области.

В сообщении приводятся данные по изучению природы комплексных соединений переходного металла меди (II) с биолигандом – изониазидом. Координационное соединение меди (II) c изониазидом получено в растворе, а также оно выделено и изучено в твердом виде. Строение комплекса, способы образования, характер координации в настоящей работе установлены спектрофотометрическим методом. Экспериментально получено, что после смешивания растворов соли меди (II) и изониазида, реакционная смесь окрашена в желтый цвет и в спектрах поглощения появляются характерные полосы поглощения при mах = 750 нм. В ходе исследований установлен состав комплекса в соотношении металл: лиганд – 1:2. На основании проведенных исследований определена предполагаемая структура комплексного соединения меди (II) с изониазидом.

В статье приведены результаты гидрохимической и гидробиологической оценки состава и качества вод озера Кучак (Тюменская область), расположенного в лесостепной зоне Западной Сибири, где располагается первый карбоновый полигон, созданный в России. Вода озера Кучак относится к слабощелочным, маломинерализованным водам, по химическому составу воды можно охарактеризовать как гидрокарбонатно-хлоридные, кальциево-магниевые. Углерод в воде представлен преимущественно неорганической формой (гидрокарбонатами). Наиболее нестабильными показателями в вегетационный период являются легкоокисляемое органическое вещество (перманганатная окисляемость), растворенный кислород, которые изменяются в противофазе, а также содержание биогенных элементов. Приведены сведения о видовом составе, таксономической структуре и количественном развитии зоопланктона (численность и биомасса) в озере Кучак за вегетационный период. Выявлены структурообразующие комплексы и доминирующие виды зоопланктона. Рассчитан индекс сапробности по методу Пантле-Букка в модификации Сладечека. Выявлена зависимость характеристик зоопланктона от гидрохимических показателей. Установлено, что видовой состав зоопланктона представлен 30 видами трех таксономических групп: Cladocera, Copepoda и Rotifera; доминирующими в сообществе являлись представители Cladocera и молодь Copepoda; водоём относится к β-мезотрофному типу; сапробность водоема изменялась от олигосапробной до β-мезосапробной зоны, качество воды – от «чистой» до «умеренно загрязненной». Выявлено резкое снижение биомассы зоопланктона в первой декаде июля.

В работе в высокотемпературном режиме при 1000 0С в инертной атмосфере были синтезированы, би- и триметаллические катализаторы электрохимического восстановления кислорода на основе многостенных углеродных нанотрубок и фталоцианинов металлов: MWCNT_CoPc_NiPc, MWCNT_CuPc_NiPc, MWCNT_CoPc_CuPc и MWCNT_CoPc_CuPc_Pd. Полученные материалы были охарактеризованы методами сканирующей электронной микроскопии (СЭМ), низкотемпературной адсорбции-десорбции азота, а также Рамановской спектроскопии. Были исследованы изменения текстурных характеристик и морфологии при высокотемпературном синтезе электрокатализаторов. Показано, что природа металла в значительной степени изменяет физико-химические характеристики электрокатализаторов, синтезированных на основе углеродных нанотрубок. Был проведен также электрохимический эксперимент в режиме линейной вольтамперометрии с применением трехэлектродной ячейки с дисковым вращающимся электродом. Были рассчитаны основные характеристики процесса электровосстновления кислорода из щелочного электролита, такие как: предельный диффузионный ток, потенциал полуволны и начальный потенциал реакции. Катализатор MWCNT_CoPc_CuPc_Pd показал наибольшую активность в реакции электрохимического восстановления кислорода в щелочной среде, приближающуюся по эффективности к коммерческим платиновым катализаторам, а также высокую коррозионную устойчивость, продемонстрировав снижение активности после 1000 циклов менее 7%.

Специфика разработки месторождений галитизированных коллекторов связана с присутствием «катагенного» галита в пласте, что ведет к его растворению агентом вытеснения системы поддержания пластового давления. Растворение и вынос галита из порового пространства является одной из главных причин формирования вторичной неоднородности фильтрационно-емкостных свойств пласта. Растворение соли приводит к увеличению пористости пород в 2-2.5 раза и повышению проницаемости в сотни раз, что формирует каналы повышенной проводимости, изменяет и способствует ускоренному обводнению скважин.

В результате выщелачивания «катагенного» галита пресным агентом вытеснения происходит его насыщение солями, прежде всего хлористым натрием. В результате последующего смешения этого вторичного техногенного рассола с природной пластовой водой (хлоридного кальциевого состава и минерализацией до 500 г/дм3) происходит формирование геохимического барьера и процесс образования фазы галита за счет пересыщения по хлористым солям натрия и кальция. При этом, основными факторами, способствующими образованию твердой фазы галита в пласте и внутрискважинном оборудовании являются: выделение растворённого газа в условиях низкого пластового или забойного давления; низкая пластовая температура флюида; высокая минерализация пластовой воды и несовместимость с водой системы поддержания пластового давления; уникальное засолонение коллектора; застойные зоны в профиле скважины.

В настоящее время отсутствует единая общепринятая методика физического моделирования процесса галитообразования. Анализ публикаций показал, что динамическое тестирование процесса отложения галита представляет собой более воспроизводимый метод и позволяет смоделировать скважинные условия в лаборатории более полно. Для целей лабораторных исследований авторами разработана методика моделирования пересыщенного раствора в динамическом режиме с гравиметрическим измерением галитообразования.

Результаты экспериментов по ингибированию образования твердых солей из пересыщенных растворов галита позволили сформировать рейтинг эффективности ряда веществ для включения в рецептуры товарных форм ингибиторов.

Перспективы развития исследований связаны с разработкой и тестированием рецептур товарных форм ингибиторов отложения галита на основе смесей веществ, и поиска их синергетического действия на общую эффективность ингибирования, подготовкой пакета разрешительных документов и проведение промысловых испытаний на одном из месторождений Восточной Сибири.

Настоящая научная статья посвящена разработке и перспективам внедрения новых методов наноскопического анализа органических структур с применением искусственного интеллекта (ИИ). Обзор существующих методов, таких как сканирующая туннельная микроскопия и атомно-силовая микроскопия, выявляет их преимущества и ограничения. В статье подробно рассматриваются перспективы внедрения ИИ для автоматизации и улучшения процессов анализа, включая распознавание структур, классификацию типов и определение свойств материалов. Обсуждаются преимущества, такие как повышение точности и скорости анализа, а также вызовы, связанные с обучением моделей на ограниченных данных.

Данная статья обсуждает стратегии дериватизации серосодержащих соединений с использованием “мягких” методов ионизации в масс-спектрометрии. Анализ серосодержащих соединений представляет вызовы из-за их химической инертности и низкой чувствительности к ионизации. Мы рассматриваем применение “мягких” методов, таких как электроспрей-ионизация и мягкая ионизация в области плазмы, в сочетании с дериватизацией для улучшения чувствительности и специфичности анализа. Рассмотрены методы дериватизации с использованием диазометана, триметилсульфоксида и других дериватизирующих агентов. Статья подчеркивает важность постоянных исследований для улучшения эффективности и точности анализа серосодержащих соединений в масс-спектрометрии.