Вода: химия и экология

Апробированы стандартизированные в РФ методы биотестирования на основе зеленых микроводорослей Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb. и Chlorella vulgaris Beijer. Для оценки состояния культуры микроводорослей в опыте вели подсчет числа клеток в камере Горяева, определяли плотность культуры в относительных единицах с применением спектрофотометра и измерителя плотности суспензии ИПС-03. Опыты проведены в 3–16 повторностях, обработаны с использованием элементарных статистических методов. Для интегральной оценки интенсивности размножения водорослей рассчитывали удельную скорость роста. Для определения чувствительности тест-объектов применяли методику пробит-анализа с определением полуподавляющих рост культур концентраций токсиканта (ЕС50) на рекомендуемый в методике временной период. Единицы пробит оценивали по степени подавления роста культуры в % от контроля, когда проявление фазы первичной декомпенсации было ярко выражено. Установлено близкое сходство чувствительности стандартизированных альгобиотестов к действию бихромата калия (K2Cr2O7). Для водорослей он оказался специфически действующим и очень опасным токсикантом, так как диапазоны концентраций от пороговых до сублетальных составили от 0,4 до 3,2 мг/л. Выявлено, что по критериям чувствительности все апробированные альгобиотесты могут быть признаны приемлемыми для проведения биотестирования водной среды в острых опытах на используемых тест-объектах. По величине ЕС50 альгобиотест ПНД Ф Т 14.1:2:3:4.10-04. Т 16.1:2:2.3:3.7-04 демонстрирует чувствительность почти втрое выше, чем у других биотестов. Данная характеристика, а также оперативность методики делает его наиболее предпочтительным для быстрого обнаружения острой токсичности водной среды.

Получение и применение водорастворимых сополимеров является важным современным направлением развития полимерных материалов, особенно с учетом их экологической значимости. Благодаря отсутствию летучих органических соединений, токсичных и вредных веществ в водных растворах при их использовании и высокой степени биоразлагаемости после эксплуатации формируемых покрытий, подобные сополимеры способствуют снижению загрязнения окружающей среды.

Объектами исследований являются водорастворимые сополимеры акриловой кислоты с ее эфирами, которые разрабатывались как продукт для применения в кожевенной промышленности. Водная основа позволяет применять подобные полимеры в готовых формах во многих технологических операциях выделки шкур – дублении, мягчении, окрашивании. Состав сополимеров должен отвечать требованиям, предъявляемым к отделочным материалам для различных целей.

В работе описывается синтез сополимеров АК с ее эфирами методом радикальной растворной полимеризации в воде с порционной подачей мономеров в течение 4-5 часов при начальной температуре +40°С при использовании в качестве инициатора окислительно-восстановительной системы, в качестве регулятора обрыва цепи фосфината натрия (ФН). Водные растворы сополимеров получены для составов (масс.%) АК/эфир = 85-95/15-5. Далее получены аммонийные соли при нейтрализации раствора сополимеров 25%-ным раствором аммиака до рН 6,0-8,0.

Пьезокатализ на основе двухчастотного ультразвука (ДЧУЗ) остается относительно малоизученным методом обеззараживания воды. В настоящей работе мы впервые использовали высокочастотный ДЧУЗ (120 кГц+1.7 МГц) и нано- (50 нм) и микрочастицы (1 мкм) ZnO для инактивации Escherichia coli в воде. Эффективность пьезокаталитической инактивации увеличивалась в ряду: 120 кГц/ZnO < 1.7 МГц/ZnO << {120 кГц+1.7 МГц}/ZnO, достигая квазистационарной концентрации гидроксильных радикалов (•ОН) в 0.26×10-14, 1.02×10-14 и 1.52×10-14 моль/л, соответственно (для микрочастиц). Выявлено, что микрочастицы более эффективны и полная инактивация клеток достигалась быстрее. Обработка с помощью ДЧУЗ показала синергически ускоренную инактивацию E. coli, что указывает на повышенное образование в воде радикалов. Предполагается, что синергический эффект обусловлен усилением генерации активных форм кислорода и активизации сонопорации.

Выполнен обзор современных химических технологий обеззараживания воды с позиций эффективности дезинфекции и вероятности образования побочных продуктов химических реакций с примесями различной природы, то есть безопасности, как для человека, так и для окружающей среды, что крайне важно в условиях сложившейся экологической ситуации, характеризующейся симптомом множественной химической чувствительности. Рассмотрены технологии с использованием гипохлоритов кальция и натрия, метастабильной смеси оксидантов, реагентов на основе полигексаметиленгуанидина, феррата натрия, диоксида углерода, ионов серебра и кислорода, перекиси водорода, а также хлораминизации и озонирования. Отмечена перспективность применения диоксида хлора и технологии с получением растворов метастабильной смеси оксидантов электрохимической активацией водно-солевых растворов, а также подчеркнута целесообразность проведения исследований в области безреагентные технологий, которые на современном этапе развития науки и техники вполне могут составить альтернативу традиционным химическим технологиям.

Россия в настоящее время является одной из ведущих стран по добыче и переработке нефти и нефтепродуктов. Но вместе с ростом добычи и объемов переработки и транспортировки обостряются проблемы утилизации нефтяных загрязнений. Огромный ущерб окружающей среде наносят нефтедобывающие и нефтеперерабатывающие предприятия. Среди всех нефтяных отходов, оказывающих наиболее вредное воздействие на компоненты природной среды, особую опасность представляют нефтешламы. В России, по мнению ученых, общее число ежегодно образующегося нефтешлама составляет 500 тыс. тонн.

В статье приведен обзор методов воздействия на сложные по составу нефтешламы с целью получения товарной продукции. Рассмотрены основные методы утилизации и обезвреживания нефтешламов, оборудование для проведения процессов утилизации, отмечены достоинства и недостатки каждого метода. Представлен обзор отечественных современных патентов, связанных с процессом переработки нефтешламов, направленных на снижение негативного воздействия их на окружающую среду.

Шахтные воды, откачиваемые на поверхность, в зависимости от местоположения горного предприятия содержат в себе взвешенные вещества, различные токсичные химические соединения и ионы тяжёлых металлов, отличаются повышенной природной минерализацией. Перед использованием вода обязательно проходит два этапа очистки: химическое обеззараживание и механическое отстаивание в прудах-осветлителях. А для более качественной очистки воды, в зависимости от цели её использования, применяются различные дополнительные технологические процессы и реагенты. Универсального решения проблемы очистки шахтных вод не существует. Традиционно применяемые на практике методы и технологии очистки шахтных вод Донбасса малоэффективны и не соответствуют современному уровню развития технологии очистки, а также требованиям, предъявляемым к очищенным водам. Использование опыта практического применения различных инновационных технологий очистки шахтных вод в Российской Федерации является перспективным направлением для дальнейшего восстановления и развития угольной, энергетической, металлургической промышленностей, сельскохозяйственной деятельности, а также решения проблем дефицита питьевой и технической воды в Донбассе.

Применение растительного сырья, культивируемого без использования пестицидов в медицинской практике, является важным и актуальным направлением. Использование растительного сырья, произрастающего без применения пестицидов, обеспечивает уверенность в отсутствии остатков вредных химических веществ в конечном продукте, что важно для поддержания безопасности и качества лекарственных препаратов. Экспериментальное исследование было направлено на определение содержания остаточных пестицидов в различных морфологических частях Scutellaria baicalensis и Scutellaria galericulata. Полученные данные свидетельствуют о том, что в изучаемом растительном сырье Scutellaria baicalensis и Scutellaria galericulata имеются остаточные количества хлорсодержащих пестицидов, за исключением недопустимых (алдрина и гептахлора), содержание которых в разы меньше установленных пределов допустимых концентраций. Зафиксировано, что аккумулирование данных соединений более характерно для подземных частей изучаемых растений.

В настоящее время на рынке представлен огромный ассортимент чайных и кофейных изделий. Низкая цена и высокая популярность напитков часто является причиной того, что в торговлю поступает товар низкого качества с количественным содержанием кофеина, не соответствующим требованиям государственных стандартов. По этой причине оценка количественного содержания 1,3,7-триметилксантина в напитках достаточно актуальна, так как позволит контролировать уровень поступления алкалоида в организм человека.

В работе приведены результаты исследования по определению содержания кофеина в различных сортах чая, а также в растворимом кофе методом йодометрического титрования с потенциометрической фиксацией в точке эквивалентности. Наибольшее содержание кофеина было обнаружено в зеленом чае «Greenfield» (4,0±0,5 %масс), наименьшее – в растворимом чае «TEA mix» (0,9±0,6 %масс). В результате проведения сравнительного анализа образцов с нормами содержания кофеина было установлено, что уровень алкалоида в исследуемых образцах не превышает установленные государственные стандарты.