Главная База знаний "Allbest" Химия Использование комплексов полиамфолита этиламнокротонатаакриловой кислоты с поверхностно-активными веществами для извлечения 90Sr

Использование комплексов полиамфолита этиламнокротонатаакриловой кислоты с поверхностно-активными веществами для извлечения 90Sr

Применение полимерных композитов в качестве антидефляционных реагентов. Синтез полиамфолита этиламинокротоната акриловой кислоты. Определение состава комплексов полиамфолит-ПАВ. Обработка почвы растворами комплексов и определение содержания радионуклидов.

Рубрика Химия
Вид диссертация
Язык русский
Дата добавления 24.07.2010
Размер файла 872,9 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

В настоящее время на основе ЛС создаются композиции структурообразователей, пригодных для использования на почвах различного генезиса; исследуются механизмы взаимодействия полимеров с минеральными дисперсиями почв.

Взаимодействие поликатиона и полианиона на поверхности почвы приводит к образованию водонерастворимого, водо- и газопроницаемого полимерно-почвенного слоя. Схематически фрагмент частицы полиэлектролитного комплекса (ПЭК) можно представить следующим образом:

Участок А представляет собой упорядоченную последовательность противоположно заряженных звеньев, образовавших друг с другом ионные силы. Эти участки гидрофобны, они обусловливают нерастворимость в воде. Области Б обеспечивают способность нерастворимых ПЭК обратимо набухать в воде. Наличие в структуре ПЭК гидрофильных мостиков приводит к наиболее оптимальному скреплению частиц почвы. В набухшем состоянии участки А и Б находятся в динамическом равновесии, вследствие чего влажная почвенно-полимерная корка имеет возможность восстанавливать незначительные нарушения типа трещин и разломов.

Авторами проведено исследование на примере поликомплексной композиции, включающей гидролизованный полиакрилонитрил (ГИПАН), поли-N, N - диметилдиаллиламмонийхлорид (ВПК-402) и соль щелочного металла (NaCl, KNO3 и др.). Данная композиция может производиться в готовом к применению виде (1-2% раствор по полимерам и ~5% раствор по соли) или в виде концентрата (~20% раствор по полимеру). Установлено, что устойчивость концентрата зависит от содержания минеральных солей в исходных продуктах. Введение избытка NaCl в концентрат приводит к расслоению системы из-за полной диссоциации ПЭК на отдельные полиэлектролиты, не совместимые друг с другом в водной среде в отсутствие интерполиэлектролитного взаимодействия и выделившиеся в отдельные фазы. Очистка концентрата от избытка NaCl методом диализа позволяет вновь получить однофазную систему, устойчивую к разбавлению вплоть до концентрации ПЭК ~7%.

Для нанесения на закрепляемую поверхность используют 1-2% раствор поликомплексной композиции, представляющий собой бесцветную жидкость с вязкостью при 200С - 20 сП, плотностью - 1,06 г/см3, температурой замерзания - минус 2-50С. Раствор сохраняет свои свойства после замораживания до -550С и последующего размораживания. После нанесения препарата на грунт в количестве 1,0 л/м2 на поверхности образуется почвенно-полимерная корка толщиной 3-5 см. Данные об устойчивости покрытия к ветру со скоростью 12,5 м/с приведены в таблице 1.

Таблица 1. Результаты испытания защитных покрытий в аэродинамической установке

Характеристика покрытия

Средняя величина пылеуноса, %

1. песок без покрытия

2. песок, закрепленный ПЭК (конц. 2%)

3. песок, закрепленный ПЭК (конц. 1%)

4. песок, закрепленный ПЭК (конц. 0,5%)

5. песок, закрепленный ПЭК выдержавшим замораживание до -550С

74,0±14

0,15-0,30±0,10

0,14±0,03

0,25±0,2

0,30±0,10

Длительное наблюдение (более 1 года) за обработанными участками показало, что покрытие выдерживают воздействие атмосферных осадков в количестве 550-650 мм., сезонные колебания температуры от +300С до -300С, порывы ветра более 20 м/с. Установлено, также, что препарат нетоксичен, экологически безвреден. Данная поликомплексная композиция показала также хорошие результаты в мелиоративном и дорожном строительстве, при закреплении различных сыпучих и пылящих материалов.

Применение поликомплексной композиции целесообразно не только для структурирования грунтов, но и в тех случаях, когда необходимо зафиксировать на поверхности грунта загрязняющие окружающую среду вещества в мелкодисперсной форме.

Одной из задач общей проблемы искусственного структурообразования почв является получение водопрочных агрегатов с гидрофобными свойствами при оптимальном соотношении фракции разного размера. Такие агрегаты препятствуют образованию почвенной корки, противостоят водной, ветровой и ирригационной эрозии. Они могут образовывать экраны, предотвращающие подъем водно-растительных солей из подпахотных слоев, снижают непроизводительное физическое испарение воды из почвы.

На возможность искусственного структурообразования с одновременной гидрофобизацией почвенных агрегатов указано ранее в работе, в которой был предложен вариант решения этой проблемы путем внесения в почву двух химических препаратов: полимера - структурообразователя и гидрофобизатора - поверхностно-активного вещества (ПАВ), не обладающего значительным структурообразующим действием. Однако такой способ, предполагающий последовательное внесение растворов двух препаратов с промежуточным подсушиванием обрабатываемой почвы, технологически сложен, требует больших затрат, экономически не эффективен. Целесообразнее использовать одно вещество, обладающее как структурообразующим, так и гидрофобизирующим действием. Для этой цели в работе применен стиромаль - сополимер стирола и малеинового альдегида. При острутурировании дерново-подзолистых почв и солонцов раствором гидролизованного стиромаля значительно возрастает содержание агрономических ценных агрегатов от 1 до 7 мм, обуславливающих устойчивость к коркообразованию, к водной, ветровой и ирригационной эрозии. Показано, что техническая эффективность гидролизованного стиромаля при обработке им исследуемых почв находится на уровне лучших известных структурообразователей и оптимальная доза внесения составляет 0,05%. Также, исследуемый препарат резко снижает скорость и высоту капиллярного подъема воды, ее испарение из почвы независимо от влажности воздуха и может быть эффективен при борьбе с непроизводительными потерями влаги на испарение, с почвенной коркой, водной, ветровой и ирригационной эрозией. Повышенное содержание хлорида кальция в почве снижает его эффективность.

В работе для закрепления и мелиорации засоленных песчаных грунтов была использована композиция ацетонформальдегидной смолы (АФС) с глобулярным белком - серицином (СР), который был выделен в виде отхода при размотке кокона натурального шелка, в присутствии неорганических солей.

Опыты пескозакрепления проводили непосредственно путем нанесения композиции АФС на поверхность модельных систем засоленных песчаных грунтов. Для приготовления этой модели использован барханный песок, который после промывки и просева через сито 0,125 см был тщательно перемешан с растворами солей. После сушки образцов содержание солей в грунтах составляло около 2%., что является удовлетворительным для прорастания растений. Средняя толщина закрепленного слоя грунта составляла 0,1 см.

Закрепленный посредством композиции АФС и СР засоленный песчаный грунт характеризуется определенной прочностью. Его устойчивость к внешним нагрузкам сильно зависит от концентрации воды в исходной композиции. Увеличение количества воды в композиции приводит к снижению прочности закрепленного слоя грунта. Однако снижение прочности закрепителя заметно нивелируется в присутствии смеси солей в грунтах. В целом выявленные прочностные характеристики этих образцов удовлетворяют требованиям к закрепителям песчаных грунтов.

Для анализа эффективности мелиоративного действия композиции АФС с СР авторы проводили сравнительное исследование прорастания пшеницы. Негативное влияние неорганических солей на динамику всхожести семян пшеницы обнаружено в отсутствии СР в композиции. Однако, данный отрицательный эффект не только устраняется в присутствии СР, но и приводит к получению положительных результатов, свидетельствующих о биоактивном действии данной композиции. Это в определенной степени повышает эффективность пескозакрепителя - биокомпозиции АФС при выполнении его функции мелиората грунта.

2.2 Использование интерполимерных комплексов для предотвращения пылевой миграции радионуклидов на территории Семипалатинского полигона

Основными источниками радиоактивного загрязнения окружающей среды Семипалатинского испытательного полигона (СИП) явились ядерные испытания. Радионуклиды, образовавшиеся при ядерных взрывах за весь период испытаний, выпали на территорию СИП и за его пределами. В настоящее время основными механизмами миграции радионуклидов в окружающей среде являются ветровой и водный перенос. В условиях (СИП) оба вида радионуклидного переноса являются взаимодополняющими. Так, на территории бывшей испытательной площадки «Дегелен» наблюдаются водопроявления - приштольневые ручьи, несущие в своих водах большое количество радионуклидов. Многие из этих ручьев пересыхают в летний период, оставляя при этом переносимые водой радионуклиды в поверхностных слоях почвы своих русел, что способствует увеличению распространения радионуклидов по территории региона посредством пылевого переноса. При возобновлении же водотока радиоактивные элементы, находящиеся в поверхностных слоях почвы русел ручьев, вновь вовлекаются в движение воды и, вместе с выносимыми из штолен радионуклидами, переносятся уже на более значительные расстояния.

Кроме того, наличие водопритока благоприятно сказывается на развитии растительности, особенно на низменных территориях. Таким образом, наличие радиоактивного загрязнения (причем не только в воде, но, как следствие этого, и на местности, где пролегают русла водотоков) может повлечь за собой, с большой долей вероятности, проникновение радионуклидов в пищевую цепочку «вода (почва) - растения - животные - человек».

Механизмы ветрового переноса и пылеобразования: Механизм ветрового пылеобразования заключается в следующем [ Махонько К.П. Возникновение ветрового переноса пыли над подстилающей поверхностью. Обнинск: Изд. ГМЦ СССР. - 1968. - с 49.]: при небольшой скорости ветра (2-3 м/с) наиболее мелкие радиоактивные частицы пыли поднимаются с поверхности почвы в результате стохастического прорыва турбулентных вихрей к поверхности земли. При указанной скорости ветра эта пыль не оседает под действием силы тяжести, размеры таких пылевых частиц в основном составляют сотые и десятые доли микрометра, достигая 1-2 мкм. Более крупные частицы радиоактивной пыли слишком тяжелы, чтобы долго удерживаться в воздухе, они поднимаются турбулентными вихрями в воздух и снова оседают, передвигаясь в ветровом потоке скачкообразно. Это так называемый эффект сальтации. Сальтация является основным механизмом пылеобразования при увеличении скорости ветра до значений, при которых начинается ветровая эрозия. Размеры пылевых частиц при этом возрастают до 100 мкм. При падении частицы иногда рикошетируют от поверхности почвы, повторяя свой прыжок, или же передают свой импульс другим частицам, которые начинают в свою очередь подскакивать и перекатываться. При большой скорости ветра катящиеся частицы, сталкиваясь с более крупными, выступающими над поверхностью, могут в благоприятном случае получить сильный направленный вверх импульс и начать подскакивать. Если сравнительно крупные частицы при движении по поверхности земли наталкиваются на частицы более мелкой фракции, то это вызывает вовлечение в процесс дефляции практически всех последних. Таким образом, процесс переноса пыли ветром при эрозии почвы носит цепной характер.

Воспрепятствовать процессу вторичного загрязнения территории СИП и прилегающих к нему районов можно несколькими способами. Один из них заключается в снятии верхнего слоя почвы и вывозом его за пределы региона для захоронения, как в свое время это было сделано в Японии после аварии на ядерном реакторе. Но этот способ неприемлем в случае СИП, в связи с очень большой площадью, подлежащей обработке. В этом случае для предотвращения вторичного загрязнения обработанных территории необходимо одновременно снимать слой почвы практически по всей территории полигона. Возможность этого представляется маловероятной. Другой способ заключается в обработке зараженных территорий интерполимерными комплексами, как это было сделано на части территории радиоактивных выпадений после аварии на Чернобыльской АЭС. Тогда для осаждения пыли были использованы интерполимерные комплексы, состоящие из гидролизованного полиакрилонитрила (коммерческое название ГИПАН) и полидиметилдиаллиламмоний хлорид (коммерческое название ВПК-402). Суть действия этих и подобных полимеров заключается в том, что это полимерные композиты способны структурировать и агрегировать почву с образованием более крупных частиц. Агрегация происходит в результате образования на поверхности частиц почвы тонких пленок интерполимерных комплексов. При обработке почвы интерполимерными комплексами значительно возрастает доля фракции с диаметром 5 мм и средняя величина эрозии агрегированной почвы уменьшается с 74% до 1% при скорости ветра 15 м/сек.

В настоящее время в Институте радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК проводятся лабораторные исследования по изучению возможности управления миграцией радионуклидов в почве с помощью интерполимерных комплексов. В процессе изучения структурирующей и агрегирующей способностей интерполимерных комплексов было установлено, что в случае фракции, размер которых меньше 0,75 мм после заливки полимеров образуется плотная корка (агрегация), толщина которой равна глубине проникновения полимера в пробу. Для фракции, размер которых равен или больше 1 мм отмечается слипание почвенных частиц, в результате чего образуются частицы более крупных фракции, размером до 5 мм (структурирование).

Предварительное опробование гелей полиакриловой кислоты и поливинилового эфира этиленгликоля в полевых условиях на площадке «Опытное поле» показало перспективность их использования для управления процессами миграции радионуклидов в окружающей среде. Различие радиационных параметров на опытных площадках до и после обработки полимерами составляет до нескольких десятков раз. Так, на одной из 16-ти площадок, обработанный комплексом полиакриловая кислота - поливиниловый эфир этиленгликоля, до заливки полимеров наблюдалось 30 в-част/см2*мин, а после обработки уже - 420 в-част/см2*мин.

Особый интерес представляют ИПК с участием нового полимерного бетаина ЭАК/АК, свойства которых изучены в растворах.

Для предотвращения ветровой и водной эрозии радиационно зараженных почв бывшего СИП также были использованы интерполимерные комплексы с участием полиамфолита ЭАК АК - ЭАК АК-ПЭГ и ЭАК/АКПДМДААХ и их индивидуальные компоненты - ЭАК АК, ПДМДААХ и ПЭГ.

Определены оптимальные условия обработки подготовленной для анализа почвы растворами полимеров и их комплексов:

концентрации растворов полимеров и их комплексов;

метод обработки почвы (разбрызгивание или залив);

соотношение полимерных компонентов в комплексах:

рН растворов поликомплексов;

последовательность обработки почвы растворами индивидуальных полимеров или готового комплекса.

Полученные результаты суммировались следующим образом:

Индивидуальные полимеры (ПЭГ, ПДМДААХ и ЭАК/АК) как и комплексы ЭАК АК-ПЭГ и ЭАК АК-ПДМДААХ обнаруживают структурирующий эффект. Так, при обработке почвы раствором полиамфолита ЭАК АК наблюдается увеличение фракции с содержанием частиц диаметром >0,25 мм от 37,3% (контроль) до 51,3%. Заметно увеличение и других фракции (10 мм - до 5,2%, 7мм - до 4,7%, 5 мм - до 1,7% 2 и 1 мм - до 0,3% и 2,7% соответственно), что свидетельствует об агрегировании частиц. Но наилучшие результаты получены при использовании стехиометрического комплекса ЭАК АК: ПЭГ =1:1 при концентрации раствора С=10-2 моль/л, рН=3,0 и методе залива. Наблюдается увеличение фракции с содержанием частиц диаметром >0,25 мм от 37,3% (контроль) до 70,0% (разбрызгивание) и 83,9% (залив).

Обработку почвы следует производить раствором готового полимерного комплекса, а не последовательной обработкой почвы раствором сначала одного, а затем второго.

Наилучшие результаты получены при использовании метода залива.

Лучшие результаты получены при обработке почвы раствором комплекса ЭАК АК-ПЭГ=1:1 при рН=3,0, что очевидно, связано с подавлением диссоциации карбоксильных групп и образованием более устойчивого комплекса. Исследования проводились при разных значениях рН (8,0; 6,0; 4,0; и 3,0).

Аналогичные исследования были проведены и при использовании интерполимерных комплексов ЭАК АК-ПДМДААХ в качестве структурирующих агентов.

Авторы, предполагают, что структурирующий эффект полимерных комплексов связан с тем, что при обработке верхнего слоя почвы, находящегося в воздушно-сухом состоянии, различные участки поликомплекса (гидрофобные и гидрофильные) имеют большое сродство к гидрофобным, положительно и отрицательно заряженным участкам почвенных частиц. Таким образом, структура поликомплекса предопределяет наибольшее слипание почвенных частиц, на поверхности которых образуется тонкая пленка интерполимерного комплекса.

3. Различные аспекты практического использования комплексов полимер - ПАВ

Ассоциаты синтетических полимеров с ПАВ могут быть применены в качестве эффективных дезинфицирующих и стерилизующих средств в медицине. Например, на основе ПАВ-полиэлектролитные комплексов изготавливаются перевязочные средства для очищения гнойных ран. Для эффективного очищения гнойных ран современные перевязочные средства должны обладать целым комплексом свойств, в том числе высокой сорбционной и влагоудерживающей способностью, обеспечивающей удаление раневого экссудата, и низкой адгезией к ране, придающей материалу атравмотичность. Авторы для получения материалов с таким комплексом свойств и пролонгированным некролитическим действием использовали способ формирования на поверхности ферментсодержащей водорастворимой пленки нерастворимого в воде гидрофобного слоя. Предлагаемый способ заключается в поверхностной обработке раствором ПАВ (додецилсульфоната натрия (ДДС)) трипсинсодержащих водорастворимых хитозановых пленок. В результате модификации обработкой раствором ДДС на поверхности трипсинсодержащей хитозановой пленки формируется нерастворимый в воде слой ПАВ полиэлектролитного комплекса. Использование этого подхода позволило получить материал, обладающий следующими способностями: 1) высокой сорбционной способностью; 2) способностью удерживать до 4000% влаги без потери целостности; 3) антиадгезионными свойствами; 4) контролируемым выделением протеолитического фермента. Этот материал был использован для лечения труднозаживающих ран сложной этиологии, т.е. ран с постоянным выделением раневого экссудата. Помимо быстрого заживления ран отмечалась гладкая эпителизация под поверхностью пленки и ее атравматичность.

Трипсинсодержащие хитозановые пленки, обработанные растворами поверхностно-активных веществ (додецилсульфонат натрия (ДДС)) также используются в микрокапсулировании. Под термином «микрокапсула» понимают пленочную емкость микроскопических размеров, диаметр которой измеряется микрометрами - от единицы до нескольких сотен. Заключенное в микрокапсулу вещество, в частности, лекарственное, защищено от внешних воздействий стенками мембран, что дает контроля скорости высвобождения лекарства. Все манипуляции по введению активного начала (лекарственного вещества, энзимов, ПАВ, живых клеток и т.д.) в микрокапсулу носят общее название «микрокапсулирование».

Комплексы ионов ПАВ с молекулами полиэлектролитов входят в состав ряда препаратов медицинского назначения. Они являются потенциальными биологически активными веществами, мишенями действия которыхмогут быть ионогенные биополимеры, мембранные структуры клеток, липопротеидные комплексы и др. Ассоциаты синтетических полимеров и ПАВ по бактерицидной активности не уступают детергентам в свободном состоянии, а при некоторых соотношениях превосходят их, что объясняется созданием высокой локальной концентрации ПАВ на поверхности бактериальной клетки. Перспективность полиэлектролитных комплексов ПАВ как потенциальных биологически активных и лекарственных веществ обусловлена еще и тем, что при комплексообразовании полиионов с противоположно заряженными ПАВ токсичность последних существенно понижается (2-3 раза).

При фармакологическом исследовании полиэлектролитных комплексов (ПЭК) различного состава на основе высших алкилсульфатов натрия (ПАВ) и сополимера йодэтилата N,N - диэтиламиноэтилметакрилата (КС) показано [81], что эти ПЭК могут как ингибировать, так и активировать скорость весового и линейного роста лабораторных животных. Так, ПЭК с мольным соотношением 0,5 при введении с питьем крысам в дозах сотни раз ниже токсичных наиболее сильно угнетает весовой и линейный рост животных, тогда как ПЭК с мольным соотношением 4,0 максимально повышает темпы прироста живой массы крыс. В присутствии сульфата магния стимулирующее рост действия этого ПЭК на крыс усиливается еще на 15-20%, т.е. стабилизирующее действие ионов магния на ПЭК с мольным соотношением 4,0 повышает эффективность его физиологического действия как промотора роста животных.

Высокая эффективность этого ПЭК, который получил название ДОКСАН, подтверждена существенным повышением продуктивности сельскохозяйственный животных. Установлено, что его действие, стимулирующее рост, обусловлено активацией пищеварительных процессов у животных, усилением секреции эндогенных анаболиков, в частности тестостерона, и ускорением процессов белкового, жирового, липидного и минерального обмена у животных.

При исследовании нейромодулирующих свойств доксана обнаружено, что при внутрижелудочном введении крысам и мышам он выступает в роли орального адаптогена рефлекторного действия. В концентрациях 0,001, 0,01 и 0,1% доксан в 2, 12 и 23 раза потенцирует кардиопульмональный рефлекс, индуцируемый внутривенным введением серотонина. Следствием этого является мощное антигипоксическое, противошоковое и анальгезирующее действие доксанан, сравнимое по эффективности с действием предельно допустимой терапевтической дозы аденозинтрифосфата.

Кроме того, доксан усиливает секрецию эндогенных нейромодуляторов и повышает их активность, а также потенцирует действие подпороговых доз экзогенных биологически активных веществ, действующих на центральную и периферическую нервную системы.

Твердые комплексы полимер - ПАВ представляют отдельный интерес как новый класс микрофазно раздельных систем с высокой степенью упорядоченности. Такие комплексы формируются совместным осаждением из общего растворителя (воды) и удобны для производства мембранных материалов. Авторами предложен альтернативный способ изготовления мембран на основе полимеров и ПАВ на границе раздела фаз двух несмешивающихся жидкостей. Полученные таким способом пленки обладают высокой гомогенностью, оптическими характеристиками и высокой механической стабильностью. Примечательно, что твердые полимерные комплексы с ПАВ показывают комбинацию свойств составляющих их компонентов.

Исследована эффективность первапорационного разделения смеси метанол-метилбутиловый эфир через хитозановую мембрану, модифицированную серной кислотой и четырьмя поверхностно-активными веществами. Для модифицированной серной кислотой хитозановой мембраны содержание метанола в пермеате составляет 70 вес.% при 250С. При 500С разделительный фактор снижается. Лучшие разделительные свойства обнаруживают мембраны, модифицированные ПАВами. Для них содержание метанола в пермеате доходит до 98,3% при 250С.

Огромное разнообразие технологий добычи подготовки нефти, а также свойств добываемой продукции, которые изменяются не только от перехода от одного месторождения к другому, но и во времени в пределах одного объекта, приводит к необходимости поиска новых высокоэффективных деэмульгаторов.

Анализ научной и патентной литературы свидетельствует о том, что наиболее эффективными эмульгаторами нефтей являются не индивидуальные соединения определенного класса, а композиции, представляющие собой смеси, получаемые на основе промышленно выпускаемых полифункциональных композиции ПАВ и полимеров. Введение полимеров сохраняет, а в некоторых случаях усиливает дэмульгирующую способность базовых ПАВ.

В работе проведены исследования влияния новых классов полифункциональных дэмульгаторов для обезвоживания и обессоливания амбарной нефти нефтяных месторождений Мангистауской области, таких как Узень и Жетыбай. Исследованы дэмульгаторы новых типов, полученные на основе композиций ПАВ, ионов металлов и водорастворимых полимеров. Проведены предварительные опыты в лабораторных условиях, приближенных к промышленным испытаниям. Предварительные опыты показали, что использование таких композиций способствует снижению себестоимости процессов обезвоживания и обессоливания амбарной нефти.

Амбарная нефть представляет собой затвердевшую аморфную массу, которую необходимо разрезать на части и извлекать или разжижать и откачивать. Это, в свою очередь, наносит непоправимый ущерб окружающей среде вследствие загрязнения почвы различными вредными веществами продуктов разложения нефти. Высокое содержание ионов низкомолекулярных минеральных веществ, в частности ионов хлора вызывают преждевременную коррозию транспортных труб и других элементов оборудовании. Помимо этого ионы низкомолекулярных соединений способствуют формированию стабилизированных обратных эмульсии типа «вода в нефти», что препятствует очистке нефти и дальнейшей переработке. Для решения этих задач в настоящее время в нефтепереработке часто применяются дэмульгаторы ведущих западных фирм, таких как «Клариант» (Диссольван), «Бейкер-Петролайт» (Сепарол) (Германия), а также «Иточу» (F-929) (Япония). Наблюдается тенденция производства реагентов - дэмульгаторов и в Казахстане. В частности, в работе определялось эффективность дэмульгаторов ТОО «Рауан» (Казахстан) для подготовки нефти «Мартыши смесь» на УПН им. С. Балгимбаева, месторождения Забурунье по сравнению с базовыми эмульгаторами западных фирм.

После проведения мониторинга влияния моющих ПАВ на обессоливание и обезвоживание амбарной нефти установлено, что применение индивидуальных ПАВ способствует снижению солесодержания до 10-15%. Обработка нефти композицией из мицеллообразующих ПАВ и полимера приводит к уменьшению содержания хлористых солей до 67%.

Использование композиционных полифункциональных ПАВ для обезвоживания и обессоливания амбарной нефти эффективнее по сравнению с индивидуальными дэмульгаторами. Наилучшая комбинация дэмульгаторов представляет собой смесь малорастворимых промышленных дэмульгаторов и дифильных водорастворимых моющих поверхностно-активных веществ.

Полимерные комплексы с участием ПАВ также используются для извлечения ионов переходных металлов из сточных вод. Например, на многих предприятиях, занимающихся хромированием оксидированием металлических изделий, регенерация отработанного хромового электролита не предусмотрена. Вследствие этого отработанный электролит смешивается со сточными, промышленными водами и направляется на химическую очистку. Сточные воды с высокой концентрацией шестивалентный ионов хрома очистке и переработке поддаются с трудом. В связи с этим авторами разработан и проверен в укрупненных условиях электрохимический метод очистки хромсодержащих промышленных сточных вод лигнином в присутствии и отсутствии ПАВ. Предложенный метод экспериментировали на хромсодержащих стоках Ташкентского опытно-ремонтного механического завода (Таш ОРМЗ), концентрация хрома в котором составляет 32,2 г л. Опыты проводили в две стадии. Первая стадия предусматривала восстановление хрома (VI) лигнином, вторая - электрокоагуляционную очистку ионов хрома с добавлением коагулянта на выходе раствора и без него.

Результаты опытов показали, что после обработки раствора органическим восстановителем содержание хрома (VI) снижается в 805 раз в результате восстановления до хрома (III) и сорбции его на органической массе.

Вторая стадия - очистка электрокоагуляцией - позволила довести концентрацию хрома в воде в опытах (с разбавлением и без разбавления раствора) соответственно до 0,014 и 0,032 мл/г, а дополнительная обработка 0,2% раствором коагулянта - NH4КМЦ - до 0,011 и 0,012 мг/л, что ниже действующих норм ПДК почти в 10 раз. Добавление коагулянта ускоряет процесс осаждения образующихся осадков гидроокиси железа и хрома за счет их коагуляции, а также увеличивается скорость осветления раствора, по сравнению со скоростью процесса без добавки коагулянта. Для усиления эффекта осаждения в очищаемую воду вводили добавку золы Новоангарской ГРЭС в виде 10-15% раствора, при этом процессы осаждения и фильтрации ускорялись в 2-3 раза.

При тех же условиях электрокоагуляции без добавки коагулянта получен очищенный раствор с содержанием хрома: Crобщ=0,032 мг/л, Cr6+=0,0 мг/л, Cr3+=0,032 мг/л.

Данный метод рекомендован для очистки хромсодержащих сточных вод гальванических цехов.

В работе изучены бактерицидные свойства гидрофобизированных катионных поверхностно-активных веществ и их комплексов с полиакриловой кислотой.

Катоиноактивные поверхностно-активные вещества получили широкое распространение в медицинской практике, поскольку обладают антисептическими свойствами. Эти соли четвертичных аммониевых оснований - цетилтриметиламмоний бромистый (ЦТАБ) и цетилпиридиний хлористый (ЦПХ) и их аналоги угнетающе действуют на грамположительные и грамотрицательные бактерии, патогенные грибы и споры.

Сочетание катионных ПАВ с полимерами может усилить бактерицидное действие первых вследствие большей адсорбируемости образующихся комплексов на поверхности клеток. Кроме того, высокая молекулярная масса полимера может затруднить выход соединения из организма, что создает эффект пролонгирования действия активного начала в организме.

Опыты по испытанию бактерицидной активности катионных ПАВ и их комплексов авторы проводили на культурах бактерий Pasteurella multjsida, посеянных на мясо-пептонный бульон. Для опытов были взяты комплексы ПАК с катионными ПАВ - диметилдилауриламмония бромидом (ДМДЛАБ), диметилдиоктадециламмония хлоридом (ДМДОДАХ) и этонием при n=0,1 и n=05. Установлено, что наибольшую бактерицидную активность имеют нестехиометрические комплексы состава полимер/ПАВ 0,5.

Комплексы ПАК с катионными ПАВ при n=0,1 не активны в случае ДМДЛАБ, а в случае ДМДОДАХ и этония активны, причем комплексы этония более бактерицидны, чем комплексы ДМДОДАХ. Большая бактерицидная активность комплекса ПАК-этоний связана с высокой бактерицидностью самого ПАВ.

В комплексах, соответствующих соотношению ПАВ:ПАК = 0,5 во всех случаях наблюдается бактерицидное действие, причем это свойство растет в ряду ДМДЛАБ<ДМДОДАХ<этоний. Авторы считают, что при таком соотношении между ПАВ и полимером образуется нестехиометричные комплексы за счет сверхэквивалентного связывания ПАВ. Избыточные ионы ПАВ связываются со стехиометричными комплексами за счет гидрофобных взаимодействий, образуя так называемые внутримолекулярные мицеллы, ККМ которых гораздо меньше ККМ поверхностно-активных веществ в водных растворах. Действием этих молекул ПАВ и обусловлена бактерицидная активность комплексов при n=0,5.

Бактерицидные свойства поверхностно-активного вещества и его комплексов растут с увеличением гидрофобности и концентрации ПАВ. Увеличение числа полярных групп в ряду гидрофобизированных ПАВ еще более усиливает их бактерицидную активность.

На основе анализа большого количества научной информации предложена следующая модель действия ПАВ на мембраны клеток микроорганизмов. Сначала происходит адсорбция молекул ПАВ на поверхности мембраны, что изменяет ее проницаемость с последующим нарушением ряда функций.

При достижении критической концентрации мицеллообразования начинается солюбилизация одного из амфифильных компонентов мембраны белка или липида в зависимости от их локализации и типа детергента. В результате солюбилизации нарушается структурная организация гидрофобных областей мембраны. Это приводит к дезинтеграции и распаду мембраны и образованию смешанных мицелл, состоящих из молекул поверхностно-активного вещества и амфифилов мембраны.

Ассоциации заряженных ПАВ с полимерными гелями можно использовать для создания механо-химических систем, т.е. систем, превращающих химическую энергию в механическую работу. Так, взаимодействие катионных ПАВ с гелями на основе полианионного полимера может быть использовано для создания электростимулирующих подвижных хемомеханических систем, например, червеобразного мускула «гусеницы». Авторы полагают, что эти устройства из полимерных гелей способны двигаться благодаря свободной энергии полимерной сетки, причем для задания направления движения может быть использована электрическая энергия. Движения управляемого внешним стимулом хемомеханического геля в большей степени напоминает работу мускула, нежели работу механический металлической системы, поэтому такой гель может служить примером нового типа «мягкого силового привода» или «молекулярной машины», которая чувствительна к своему состоянию, способна к саморегулированию, а также мягко реагирует на изменения во внешней среде.

Таким образом, комплексы синтетических полимеров с ПАВ имеют широкий спектр применения, являясь эффективными эмульгаторами, флокулянтами, пенообразователями, стабилизаторами дисперсий и др.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

1. Характеристика исходных веществ и растворителей

Этиловый эфир аминокротоновой кислоты (ЭАК):

ЭАК получен путем аминирования ацетоуксусного эфира (АУЭ) аммиаком при непрерывном перемешивании в трехгорлой колбе. Чистоту определяли рефрактометрически.

Акриловая кислота (АК):

АК предварительно очищалась двукратной перегонкой под вакуумом в токе аргона.

Ткип=300,3 К при Р=4 кПа, nD20=1,4222

Ткип=414 К при Р=101 кПа, nD20=1,4224

Ацетон:

Ацетон сушили над свежепрокаленным поташом и перегоняли при атмосферном давлении.

Динитрил азоизомасляной кислоты соответствовал чистоте ЧДА и использовался без дополнительной очистки.

Спирт абсолютный (C2H5OH) Tкип=780С; nD20=1,713

Лаурилсульфонат натрия (С11H23SO3Na) и цетилпиридиний бромид (С16Н33NC5H5Br) соответствуют марке ЧДА и использовались без дополнительной очистки.

Для приготовления водных растворов использовалась дистиллированная вода.

2. Синтез линейного полиамфолита

Линейный полиамфолит этиловый эфир аминокротоновой кислоты/акриловая кислота (ЭАК/АК) синтезирован из этилового эфира аминокротоновой кислоты (ЭАК) и акриловой кислоты (АК) реакцией присоединения Михаэля с последующей полимеризацией в смеси вода-этанол (50:50%) в присутствии инициатора азо-бис-изобутиронитрила (АИБН).

Мономерная смесь заливается в молибденовую ампулу и продувается в течение 10 минут инертным газом (аргоном) для удаления следов воздуха. Затем ампула запаивается и термостатируется в течение 1 часа при температуре 600С до полимеризации мономерной смеси. После окончания полимеризации полученный сополимер трижды переосаждался в ацетоне и высушивался под вакуумом до постоянного веса.

3. Методы исследования

Потенциометрическое титрование.

Состав линейного полиамфолита определяли методом обратного потенциометрического титрования с помощью рН-метра «Mettler Toledo MPC 227» (Швейцария) при комнатной температуре. Для определения содержания -СООН группы 0,02 г ЭАК/АК растворяется в 10 мл 0,091н КОН и титруется 0,1н раствором НCl. Для определения -NH2 группы 0,02 г ЭАК/АК растворяется в 10 мл 0,1н раствора НCl и титруется 0,091 н раствором КОН.

Содержание акриловой кислоты в сополимере рассчитывается по формуле:

NKOH - концентрация щелочи, моль/л;

VKOH - эквивалентный объем щелочи, пошедший на титрование, мл;

а - навеска полиамфолита, г;

M - молекулярная масса поликислоты;

Результаты титрования представлены графически в виде зависимости рН от объема титранта.

Вискозиметрическое определение.

Вязкость водных растворов измеряли в капиллярном вискозиметре Убеллоде в термостатируемой камере при 250С со временем истечения чистого растворителя 100 сек.

Приведенную вязкость водного раствора полиамфолита рассчитывается по формуле:

ф0 - время истечения чистого растворителя, с;

ф - время истечения раствора, с;

С - концентрация водного раствора полимера; г/дл.

Результаты представлены графически в виде зависимости зуд/С от С.

Обработка проб почвы и определение содержания радионуклидов

Пробы почвы (после проведения специальной пробоподготовки) с известным равномерным по всему объему распределением радионуклидов помещались в пластиковые стаканы, а затем заливались растворами комплексов. Равномерность распределения радионуклидов контролировалась радиометрическим методом. Для этого из пробы отбирались несколько аликвотных образцов, каждый из которых измерялся на гамма- и бета- радиометре. Если расхождение измеренных значений находилось в пределах погрешности средства (±10%), проба считалась гомогенизированной.

Для достижения достаточной статистики, растворами комплексов обрабатывались три параллельных образца пробы и в течение месяца доводились до воздушно-сухого состояния. Затем пробы делились по слоям толщиной 1 см и проводились анализы каждого слоя.

Содержание радионуклидов в пробе определялось по следующим методикам: методика радиохимического анализа на плутоний, методика радиохимического анализа на стронций, методика выполнения измерений на -спектрометре , методика выполнения измерений на бета-радиометре.

Определение агрегатного состояния почвы по методу Н.В. Саввинова

Микроагрегатный состав почвы определяли методом «сухого» агрегатного анализа. Среднюю пробу просеивают через набор сит с диаметрами 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5 и 0,25 мм. На нижнюю ситу устанавливают поддон. Почву просеивают небольшими порциям, избегая сильных встряхивании. Когда сита разъединяют, каждую из них слегка постукивают ладонью по ребру, чтобы освободить застрявшие агрегаты. Агрегаты из сит переносят в отдельные фарфоровые чашки предварительно взвешенные. Просеивают всю среднюю пробу и распределяют на фракции. Каждую фракцию взвешивают на технических весах и рассчитывают ее процентное содержание. Результаты вносят в таблицу.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

1. Физико-химические исследования сополимера ЭАК АК и его комплексов с поверхностно-активными веществами

Как уже было отмечено, линейный полиамфолит этиловый эфир аминокротоновой кислоты/акриловая кислота (ЭАК/АК) синтезирован из этилового эфира аминокротоновой кислоты (ЭАК) и акриловой кислоты (АК) реакцией присоединения Михаэля с последующей свободно-радикальной полимеризацией. Согласно литературным данным полимеризация производных этил 3-аминокротонатов протекает по следующему механизму.

Известно, что алкильные производные этил 3-аминокротонатов несмотря на присутствие С=С двойных связей не вовлекаются в реакции полимеризации. Причиной тому является существование -сопрояженных енамино- и имино- таутамерных форм, стабилизированных водородными связями. При комнатной температуре енаминная форма (1) более стабильна, чем иминная (2). Поэтому енаминная форма вовлекается в реакцию Михаэля с протонодонорной акриловой кислотой (Рисунок 1).

РИСУНОК 1 - Схема образования промежуточного бетаинового мономера и полимера

Далее, при введении АК в исходную мономерную смесь образуется промежуточный продукт бетаиновой структуры (3), который способен полимеризоваться с раскрытием двойной связи и образованием полимерного бетаина (4). При дальнейшем введении АК происходит образование нового продукта - сополимера бетаина и АК (5).

Таким образом, в зависимости от содержания АК в исходной мономерной смеси могут образоваться либо полибетаин, либо поли(бетаин-электролит).

Результаты обратного потенциометрического титрования синтезированного продукта показали, что в нем содержится большой избыток акриловой кислоты и соответственно приведенному механизму, является сополимером поли(бетаина-АК).

На рисунках 2 и 3 приведены интегральные и дифференциальные кривые обратного потенциометрического титрования полиамфолита ЭАК/АК.

РИСУНОК 2 - Интегральные кривые потенциометрического титрования ЭАК/АК растворами: 1) 0,1н НСl; 2) 0,091н КОН

РИСУНОК 3 - Дифференциальные кривые потенциометрического титрования ЭАК/АК растворами: 1) 0,1н НСl; 2) 0,091н КОН

На кривых титрования установлены три хорошо выраженных перегиба. Первый перегиб соответствует титрованию избытка минеральной кислоты (HCl) или основания (KOH). Остальные два перегиба ответственны за последующее титрование -СООН и -NH2, также как -NH+ и -СОО- групп.

Количество - СООН и -NH2 групп, рассчитанное из кривой титрования составляет 82,0 и 18,0 мол.% соответственно.

Молекулярный вес мономерного звена (Мм/зв) сополимера (рисунок 1 (5)) равен 94,84 г/моль.

Сополимер ЭАК/АК является полимерным амфолитом, поскольку в его макромолекулярной цепи содержаться группы кислотного (-СООН) и основного (-NH2) характера. Полиамфолитный характер ЭАК/АК был доказан также методом ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием (рисунок 4).

РИСУНОК 4 - ИК-спектр с Фурье-преобразованием линейного сополимера ЭАК/АК

На ИК-спектре ЭАК/АК обнаружены полосы поглощения NH-групп при частоте 3157 см-1 (область поглощения 3400-3100 см-1) и карбонильной группы при частоте 1707 см-1 (область поглощения С=О групп 1720-1710 см-1), что подтверждает его полиамфолитный характер [ Бимендина Л.А., Койжайганова Р.Б., Яшкарова М.Г., Кудайбергенов С.Е. Синтез, свойства и применение новых линейных и слабосшитых полиамфолитов бетаиновой структуры на основе этил 3-аминокротоната и акриловой кислоты.//Вестник КазГУ, серия химическая, 2004.-№108-с.64-71].

Благодаря наличии кислотной и основной групп ЭАК/АК может взаимодействовать и с катионоактивным и с анионоактивными поверхностно-активными веществами. Комплексообразование между ЭАК/АК и ионогенными ПАВ-ами (ЦПБ -катоноактивный и ЛСNa - анионоактивный) изучалось вискозиметрическим методом. На рисунке 5 приведены кривые вискозиметрического титрования ЭАК/АК с ЛСNa и ЦПБ.

РИСУНОК 5 - Вискозиметрическое определение состава комплекса ЭАК АК-ЛСNa (а) и ЭАК/АК-ЦПБ (б).

Из графиков видно, что добавление ПАВ к раствору ЭАК/АК приводит к резкому снижению приведенной вязкости при низких концентрациях ПАВ. Дальнейшее увеличение концентрации ПАВ в растворе приводит к заметному возрастанию приведенной вязкости системы. Перегибы на кривых свидетельствуют об образовании комплекса полимер - ПАВ с соответствующими значениями n (n=).

Так, комплексообразование ЭАК/АК с ЛСNa происходит при значении n=1 (ЭАК/АК:ЛСNa=1:1), а с ЦПБ при n=0,4 (ЭАК/АК:ЦПБ=5:2).

Из литературных данных следует, что взаимодействие амфотерных полиэлектролитов с противоположно заряженными ПАВ сопровождается сильной компактизацией частиц поликомплекса за счет электростатического связывания ионогенных ПАВ полиамфолитами. Если действующие электростатические силы малы (т.е. мала степень ионизации), то цепь макромолекулы закручивается вследствие внутренних вращений, при этом возможны различные конфигурации, но наиболее вероятным является закручивание цепей в клубок.

Наряду с электростатическим связыванием ассоциация полиэлектролитов с поверхностно-активными веществами также реализуется за счет гидрофобных взаимодействий. Гидрофобизация полиэлектролитных цепей способствует блочному связыванию молекул детергента с образованием внутримолекулярных мицелл ПАВ и усилению компактизации макромолекулы, о чем свидетельствует значительное снижение характеристической вязкости растворов полиамфолита.

Высокомолекулярные электролиты, как известно, отличаются от незаряженных в растворах полимеров тем, что обладают концентрационной аномалией приведенной вязкости, обусловленной полиэлектролитным эффектом, т.е. с разбавлением растворов полиэлектролитов происходит увеличение вязкости. Это связано с конформационными изменениями полиэлектролитов: уменьшение концентрации их водных растворов приводит к разворачиванию макромолекулярных клубков в результате электростатического отталкивания одноименно заряженных групп и к увеличению их размеров, следствием чего является повышение приведенной вязкости (зпр) растворов.

На рисунке 6 приведены результаты измерения приведенной вязкости полиамфолита ЭАК/АК в воде при разбавлении и при различных ионных силах раствора (н KCl).

РИСУНОК 6 - Влияние разбавления водного раствора (1) и ионной силы (2 - = 0,01; 3 - = 0,1) на вязкость полиамфолита ЭАК/АК

Как видно из рисунка 6 измерение вязкости водного раствора ЭАК/АК при разбавлении показало, что приведенная вязкость раствора ЭАК/АК с разбавлением повышается, т.е. в соответствии с вышесказанной теорией полиэлектролитного набухания ЭАК/АК проявляет так называемую «полиэлектролитную аномалию». Добавление нейтральной низкомолекулярной соли (KCl) приводит к погашению этого эффекта. Так, при ионных силах растворов 0,01 и 0,1 приведенная вязкость ЭАК/АК равна 13,5 и 3,1 дл/г соответственно

2. Изучение возможности фиксации радионуклидов в поверхностном слое почвы применением комплекса полимер-ПАВ

Для определения возможности фиксации техногенных радионуклидов (90Sr, 137Cs, 239,240Pu) и накопления их в поверхностном слое почвы с помощью применения комплекса полимер - ПАВ изучалось распределение удельной активности радионуклидов по слоям после обработки образцов почвы растворами комплексов ЭАК/АК-ЛСNa в соотношениях 1:1 и 2:1 и ЭАК/АК-ЦПБ в соотношениях 5:2 и 1:1.

Концентрации растворов комплексов ЭАК/АК-ЛСNa в соотношениях 1:1 и 2:1 составляла 10-3 моль/л, а растворов комплексов ЭАК/АК-ЦПБ в соотношениях 5:2 и 1:1 - 5*10-4 моль/л. Концентрации растворов комплексов выбирались исходя из критической концентрации мицеллообразования (ККМ) поверхностно активных веществ:

Результаты определения рН водных растворов комплексов ЭАК/АК-ПАВ, их компонентов и водных вытяжек почв, обработанных растворами комплексов приведены в приложении 2. По полученным данным делать выводы о влиянии рН на процессы фиксации радионуклидов затруднительно, поскольку все значении рН находятся в одних пределах.

На рисунках 7-8 представлено вертикальное распределение удельной активности (содержания) радионуклида 90Sr после обработки почвы растворами комплексов ЭАК/АК с ЛСNa и ЦПБ с разными соотношениями компонентов.

а б

РИСУНОК 7 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 90Sr после обработки почвы комплексами

а) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=1:1 б) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1

а б

РИСУНОК 8 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 90Sr после обработки почвы комплексами

а) [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=5:2 б) [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=1:1

Как видно из рисунков 7 и 8 эффект направленной миграции с фиксацией 90Sr в верхнем слое почвы (концентрирование в верхнем слое почвы) замечен только в единичном случае - при использовании комплекса [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1 (рис.7 б). Возможно, это связано с взаимодействием ионов стронция с акриловой кислотой, которая содержится в ЭАК/АК очень большом количестве. Избыток полиамфолита в составе комплекса приводит к дополнительному насыщению раствора карбоксил ионами акриловой кислоты и усиливается их взаимодействие с ионами стронция.

В остальных случаях либо произошел обратный эффект - концентрирование 90Sr в нижних слоях почвы ([ЭАК/АК]:[ЛСNa]=1:1 - рис. 7 а) и [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=5:2 - рис. 8 а), либо эффект концентрирования радионуклида у поверхности почвы вовсе отсутствовал ([ЭАК/АК]:[ЦПБ]=1:1 - рис. 8 б).

На рисунках 9-10 представлено вертикальное распределение удельной активности радионуклида 137 Cs после обработки почвы растворами комплексов на основе ЭАК/АК и ЛСNa, ЦПБ при разных соотношениях компонентов.

а б

РИСУНОК 9 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 137Cs после обработки почвы комплексами

а) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=1:1: б) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1

а б

РИСУНОК 10 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 137Cs после обработки почвы комплексам

а) [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=5:2: б) [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=1:1

Графики, представленные на рисунках 9 и 10 свидетельствуют о том, что по отношению к 137Cs способность накапливать радионуклида в верхнем слое проявили комплексы ЭАК/АК-ПАВ именно в тех соотношениях, при которых происходит комплексообразование между ЭАК/АК и поверхностно-активными веществами, т.е. комплексы [ЭАК/АК]:[ЛСNa] в соотношении 1:1 и [ЭАК/АК]:[ЦПБ] в соотношении 5:2 (рис. 9 а и 10 а).

В случаях обработки почвы комплексами [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1 и [ЭАК/АК]:[ЦПБ]=1:1 эффект концентрирования 137Cs на поверхности не обнаруживается (рис. 9 б и 10 б).

На рисунке 11 представлено вертикальное распределение активности 239,240Pu после обработки почвы растворами комплексов [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=1:1 и [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1.

а б

РИСУНОК 11 - Послойное распределение удельной активности радионуклида 239,240Pu после обработки почвы комплексами

а) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=1:1: б) [ЭАК/АК]:[ЛСNa]=2:1

Опираясь на результаты, представленные на рисунке 11 однозначные выводы о концентрировании 239,249Pu в верхних слоях почвы сделать затруднительно, поскольку однотипного характера вертикального распределения радионуклида в анализированных параллельных образцах не наблюдается.

Для построений графиков использовались количественные данные приведенные в приложении 1.

С целью выявления структурирующей и агрегирующей способности комплексов ЭАК/АК-ПАВ была произведена обработка почвы их водными растворами. Из общей пробы (1000 г) отбиралась средняя проба массой 30 г и заливалась подготовленными растворами. Образцы после обработки сушились на воздухе в течение 5-х дней. Агрегатный состав почвы после обработки определялось методом сухого просеивания по стандартной методике Саввинова Н.И. Результаты структурирования приведены в таблице 2.

Таблица 2. Результаты структурирования почвы комплексами ЭАК/АК-ПАВ с разными соотношениями компонентов

Размер фракции, мм

Содержание (в %) фракции в почве до и после структурирования

контроль

ЭАК/АК:ЛСNa =1:1

ЭАК/АК:ЛСNa =2:1

ЭАК/АК:ЦПБ=5:2

ЭАК/АК:ЦПБ=1:1

>2.5

-

53,47

68,2

45,83

47,5

2.5-1,5

4,54

4,37

2,27

6,5

5,53

1.5-1,0

4,37

4,33

2,77

5,83

7,5

1.0-0,5

22,86

22,4

13,7

20,67

24,5

0.5-0,25

37,31

10,53

8,57

15,00

10,13

<0.25

30,92

4,9

4,5

6,17

4,84

?>0,25

69,08

95,1

95,5

93,83

95,16

?>0,25

-

26,04

26,42

24,75

26,08

По результатам определения агрегирующей и структурирующей способности комплексов полиамфолит-ПАВ было установлено, что после заливки почвы образуется плотная корка, толщина которой равна глубине проникновения растворов комплексов в пробу и тем меньше, чем меньше размер частиц. Отмечается, что прочность образовавшейся корки зависит от размера фракции, т.е. чем меньше размер фракции, тем плотнее корка. Также, происходит значительное уменьшение содержания частиц размером <0,25 мм (см. табл. 2), что говорит о возможности использования исследуемых соединений в качестве антидефляционных реагентов.

Страница:


Подобные документы

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.

© 2000 — 2023, ООО «Олбест» Все права защищены