Диоксин при химическом производстве. Курсовая работа (т). Химия.
👉🏻👉🏻👉🏻 ВСЯ ИНФОРМАЦИЯ ДОСТУПНА ЗДЕСЬ ЖМИТЕ 👈🏻👈🏻👈🏻
Вы можете узнать стоимость помощи в написании студенческой работы.
Помощь в написании работы, которую точно примут!
Похожие работы на - Диоксин при химическом производстве
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Скачать Скачать документ
Информация о работе Информация о работе
Нужна качественная работа без плагиата?
Не нашел материал для своей работы?
Поможем написать качественную работу Без плагиата!
1. Химическое
строение и свойства полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов,
полихлобифенилов
Полихлорированные дибензодиоксины
(ПХДД) являются представителями обширной группы чрезвычайно опасных
ксенобиотиков из числа полихлорированных полициклических соединений с
концентрированными циклами и имеют строение:
В последнее десятилетие установлено,
что биологической активностью, характерной для полихлорбензодиоксина обладают и
бициклические соединения, например такие как полихлорбифенилы:
Полихлорированные бифенилы (ПХБ)
относятся к классу ароматических соединений, состоящих из двух бензольных
колец, соединенных через межъядерную связь С-С и содержащие от одного до десяти
атомов хлора. Размеры молекулы находятся в диапазоне 9-10,5Å в длину и около 3Å в ширину. ПХБ обладают
рядом уникальных физических и химических свойств: исключительными
теплофизическими и электроизоляционными характеристиками, термостойкостью,
инертностью по отношению к кислотам и щелочам, огнестойкостью, хорошей
растворимостью в жирах, маслах и органических растворителях, высокой
совместимостью со смолами, отличной адгезионной способностью. Это обуславливало
их широкое применение в качестве диэлектриков в трансформаторах и
конденсаторах, гидравлических жидкостей, теплоносителей и хладагентов,
смазочных масел, компонентов красок, лаков и клеевых составов, пластификаторов
и наполнителей в пластмассах и эластомерах, антипиренов, растворителей [3].
Кроме этого, ПХДД всегда сопутствуют
полихлорированные дибензофураны (ПХДФ) (1.3), отличающиеся лишь отсутствием
одного атома кислорода. ПХДД и ПХДФ обладают близкими физическими и
токсическими свойствами, образуются в сходных условиях, для их определения используют
одинаковые методы анализа, поэтому эти соединения практически всегда
рассматривают вместе, и часто называют одним общим термином «диоксины»
(ПХДД/Ф).
Источники загрязнения окружающей
среды обуславливают выделение всего спектра возможных представителей ПХДД/Ф,
что существенно осложняет аналитическое определение отдельных (наиболее
токсичных) представителей. Число атомов хлора в этих соединениях может
варьировать от 1 до 8, в результате чего возможно существование большого
количества соединений, отличающихся числом и положением атомов хлора в молекуле
конгенеров. Всего в ряду ПХДД насчитывается 75 соединений. 135 соединений
входит в ряд ПХДФ. Из них особо токсичными веществами считают 17
представителей, у которых четыре атома хлора расположены в латеральных
(2,3,7,8) положениях трициклической системы: 7 в ряду ПХДД и 10 в ряду ПХДФ.
Число изомерных тетрахлорзамещенных дибензо-n-диоксинов составляет 22, среди
которых 2,3,7,8 - тетрахлордибензодиоксин (ТХДД) отличается наивысшей
токсичностью. Число возможных тетразамещенных хлорпроизводных дибензофуранов
равно 38. Наиболее токсичен 2,3,7,8 - тетрахлордибензодиоксин. Введение в
молекулу еще одного атома хлора снижает токсичность вдвое, следующий атом
снижает токсичность в 5 раз. Остальные хлорзамещенные диоксины считаются
нетоксичными.
Большинство ПХДД/Ф представляют
собой бесцветные кристаллические вещества, имеющих низкую гигроскопичность и
высокую адсорбционную способность, температура плавления которых зависит от степени
хлорирования. Они хорошо растворяются в органических растворителях
(растворимость 2,3,7,8 - ТХДД в хлорбензоле - 800, в хлороформе - 550, гексане
- 300, ацетоне - 110, октиловом спирте - 50, метаноле - 10 и в этаноле - 5
мг/л) и практически нерастворимы в воде (на уровне 10 -6 - 10 -2
мг/л). Растворимость диоксинов в воде уменьшается по мере увеличения числа
атомов хлора в молекулах и практически не зависят от температуры.
Физико-химические свойства диоксинов приведены в таблице 1.1.
Диоксины адсорбируются на частичках
сажи, золы, пыли, донных отложений, что способствует их накоплению и миграции в
окружающей среде, а также поступлению в воздух, воду и пищевые продукты. Хотя
летучесть диоксинов незначительна, они могут переносится с воздушными массами в
виде аэрозолей или адсорбированными на частичках сажи и пыли.
К наиболее важным химическим
свойствам для химического анализа ПХДД/Ф относятся их стабильность в
сильнокислых и щелочных растворах, а также высокая устойчивость к окислителям в
некаталитических условиях, высокая комплексообразующая способность. Присутствие
в водной фазе ионов переходных металлов, поверхностно-активных веществ и других
соединений, способных к комплексообразованию, способствует увеличению
растворимости диоксинов в воде [7].
Таблица 1.1 - Физико-химические
свойства некоторых ПХДД/Ф
* Коэффициент распределения в системе октанол / вода
К тому же ПХДД/Ф способны к
нуклеофильному замещению и гидролизу в сильнощелочных спиртовых растворах при
нагревании.
Кроме этого диоксины являются
термически устойчивыми, например эффективное разрушение 2,3,7,8 - ТХДД
происходит в диапазоне 1200 - 1400 0 С через 4-7 секунд. Также по
пространственному строению диоксинов, молекула гексахлордибензодиокина
(1,2,3,7,8,9 - ГХДД) является неплоской (двугранный угол вокруг оси О-О
составляет 4,8 0 ), а молекулы 2,3,7,8 - ТХДД и оксихлордибензодиоксин
являются практически планарными. Планарность молекул наряду с латеральным
расположением атомов хлора и способностью к комплексообразованию определяет
высокую токсичность вещества [8].
.
Методы определения полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов,
полихлорбифенилов
Ввиду высокой токсичности диоксинов,
зачастую превышающей чувствительность большинства существующих приборов
аналитического контроля, определение его и его аналогов достаточно сложная
аналитическая задача. Знание физико-химических, структурных и токсикологических
особенностей рассматриваемых ксенобиотиков позволило сформировать общие
требования, которым должна удовлетворять любая методика их определения в
объектах окружающей среды и образцах. Такая методика должна обеспечить:
· - высокую
избирательность (селективность), для чего необходимо отделение ксенобиотиков от
сопутствующих веществ-примесей;
· - высокую
воспроизводимость результатов при натурном количественном определении.
В настоящее время полностью
удовлетворяет вышеперечисленным требованиям лишь один метод аналитического
контроля - метод масс-спектроскопии. При этом, специальными методами
извлеченную из субстрата, исследуемую молекулу разрушают в вакууме под
электронным ударом, а образовавшиеся осколочные ионы разделяют с помощью
методов газовой хроматографии высокого разрешения. Очень важно, что для
получения полного масс-спектра требуется небольшое количество (всего 0,1-1 нг)
исследуемого вещества.
Широкому применению этого метода
препятствует высокая стоимость как пробоподготовки, так и самого
масс-спектрометра и его инженерного обслуживания [9]. Значения установленных
экспериментально допустимых пределов обнаружения диоксинов в различных субстратах
и натуральных объектах представлены ниже, в табл. 2.1.
Таблица 2.1 - Пределы обнаружения
диоксина в различных образцах
Извлечение ксенобиотиков из пробы
(пробоподготовка), обычно проводится экстракцией при помощи органических
растворителей - гексаном, бензолом, толуолом и др. Или же смесью органических
растворителей (гексан /ацетон, хлороформ / метанол). Затем проводится очистка
экстрактов с помощью техники препаративного хроматографирования,
предварительное, а затем и окончательное разделение отдельных изомеров в смесях
хроматографией высокого разрешения (на капиллярных колонках из стекла или
кварца длиной 60 м., d = 0,25 мм, или же методами гельпроникающей
хроматографии).
Активная работа по совершенствованию
техники определения ксенобиотиков продолжается. В настоящее время в этой
области наметились два основных направления. Первое - касается усовершенствования в сторону уменьшения
продолжительности и увеличения порога чувствительности уже известных методик.
Второе, абсолютно новое направление - биологические (преимущественно, имунные)
методы определения. Для биотестирования предложено использовать несколько
биологических субстратов, способных к специфической реакции на диоксин и
родственные ксенобиотики (например, клетки эмбрионов птиц, некоторые клетки
крыс, овец и т.п.). Эти реакции заключаются в мутациях, видоизменениях и даже в
полном вырождении и гибели тест-объектов [3].
.
Токсичность полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов
3.1 Токсические
свойства полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов
Актуальность изучения и
количественного определения соединений класса диоксинов обусловлена, прежде
всего, данными токсикологических исследований на животных и анализом случаев их
воздействия на людей (синтез в лабораторых условиях, производственные аварии,
контакты с пестицидами на сельскохозяйственных работах и в период военных
действий во Вьетнаме, инциденты Юшо в Японии и Ю-Ченг на Тайване, наблюдения за
персоналом, занятым на производстве 2,4,5 - трихлорфенола и его производных).
Наиболее токсичными представителями среди диоксинов, как указывалось выше,
являются соединения с латеральным расположением атомов хлора - 2,4,7,8. Причем
самая высокая токсичность по отношению к наиболее чувствительному виду животных
- морским свинкам - выявлена у 2,3,7,8 - ТХДД. Летальная доза LD 50 для
них составляет 0,6 мкг/кг. Наименее чувствительны к влиянию 2,3,7,8 - ТХДД
хомяки, для них этот показатель равен 5000 мкг/кг. Токсичностью близкой к
токсичности 1,2,3,7,8 - ПеХДД, 2,3,7,8 - ТХДФ и 2,3,4,7,8 - ПеХДФ. Уменьшение
или увеличение атомов хлора в молекулах ПХДД/Ф сопровождается снижением
токсичности вещества. Для полностью хлорированных соединений характерно почти
полное отсутствие токсичности. Для человека, в отличии от восприимчивых видов
животных, не зафиксировано ни одного смертельного исхода, связанного с острой
интоксикацией диоксинами. Поэтому острая токсичность этих соединений в
настоящее время не рассматривается как критерий опасности для человека. Более
важным в этом аспекте оказались вторичные (отсроченные) эффекты острого
воздействия диоксинов на организм, а также малозаметные хронические
низкодозовые воздействия и их последствия.
Многолетние исследования позволили
выявить целый спектр токсического действия диоксинов на человека, включая
канцерогенность, тератогенность, мутагенность, эмбриотоксичность, вредное
влияние на репродуктивность, дерматологические эффекты, подавления иммунной
системы¸ нарушение деятельности
нервной, сердечнососудистой систем, желудочно-кишечного тракта, печени и т.д.
[8].
3.2 Механизм
токсического действия полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов на живые
организмы
Механизм токсического действия
ПХДД/Ф до сих пор окончательно не установлен. Предполагается несколько гипотез,
но ни одна из них не дает исчерпывающего объяснения многообразию токсических
проявлений при интоксикации диоксинами. Приоритетной из них является гипотеза
«Ah-рецептора», дающая представление о действии диоксинов на молекулярном
уровне. По этой гипотезе свое токсическое действие диоксины реализуют
посредством специфического связывания с цитозольным Аh-рецептором с последующим
включением его в структурную последовательность ДНК (ДНК Ah-локус). Это
вызывает образование и накопление определенных форм цитохрома Р-450 (Р-448,
Р-450 IA1 и Р-450 IA2) окислительных ферментов (гемопротеидов). Последние, как
биокатализаторы, ускоряют процессы, приводящие к мутации, биодеградации и
биотрансформации гормонов, витаминов, аминокислот и других жизненно важных
структур, обеспечивающих нормальную физиологическую функцию всего организма.
В организм человека и животных
диоксины попадают с водой и продуктами питания, чаще всего - листовыми овощными
растениями, молочными и жиросодержащими продуктами [11].
.
Источники образования полихлордибензодиоксинов, полихлордибензофуранов
Диоксины никогда не являлись целевой
продукцией цивилизации. Они представляют собой лишь попутные выбросы ее
жизнедеятельности и образуются в широком круге процессов в зависимости от
строения и своих предшественников, а также условий превращения.
Основные источники поступления
ПХДД/Ф в атмосферу связаны с двумя типами процессов, а именно термическим и
химическим. К первому относится сжигание органического топлива (включая
автотранспорт) и различных отходов (бытовых, промышленных, медицинских и
других), а также производство черных и цветных металлов (в частности
использования старого чугуна при производстве стали) и утилизации металлов. Ко
второму типу процессов следует отнести производство и применение химической
продукции, в технологической схеме которой используется хлор и его соединения.
Кроме того принципиально возможны и другие, более мелкие источники ПХДД/Ф:
испарение и неконтролируемые пожары на мусорных свалках; пожары в лесах,
обработанные хлорфенольными пестицидами; сжигание «техногенной» древесины,
пропитанной пестицидами и иными галогенорганическими веществами. Источниками
диоксинов, прежде всего, являются процессы сгорания, особенно органических
соединений, содержащих хлор. Диокины образуются при сжигании мусора в печах,
каменного угля на металлургических заводах и ТЭС, в двигателях внутреннего
сгорания, квартирных топках, при курении сигарет, также при авариях на
производстве [8].
4.1.1 Металлургическая
промышленность
В последние годы выявлена новая
группа локальных источников диоксинов. Они образуются на металлургических
заводах, например, при электрохимическом получении никеля и магния из их
хлоридов, в сталелитейных производствах, при переплаве лома железа, меди и
других металлов, при производстве алюминия и т.д.
При производстве магния и
рафинированного диоксины образуются в основном при обработке окатышей
кокс-оксида магния газообразным хлором при 700-800 °С, после чего электролизом
обезвоженного хлорида магния получают металл. Ежегодные выбросы предприятия с
водами составляли несколько сотен граммов в ДЭ. Большие выбросы ПХДД и ПХДФ при
производстве рафинированного никеля возникают на высокотемпературной стадии
превращения хлорида никеля в его оксид
Также диоксины могут образовываться
при промышленном получении хлористого алюминия, основанный на хлорировании
каолиновых брикетов, предусматривает, что хлорирование проводится в непрерывно
действующей шахтной печи газообразным хлором в присутствии СО:
Al2O3 + 3Cl2 + 3CO =
2AlCl3 + 3CO2 (7)
Для регулирования температуры в печь
добавляют кусковой кокс. Реакционные газы, выходящие из печи хлорирования при
400 - 450 °C, кроме AlCl3, содержат другие хлориды. Получение 1 т. очищенного
хлористого алюминия сопровождается образованием 650 кг прохлорированных
брикетов и 270 кг различных шламов, содержащих микропримеси диоксина
В несколько меньших количествах ПХДФ
найдены также в хлоридах меди Cu(I) и Cu(II).
Микропримеси ПХДФ возникают в
процессе синтеза, осуществляющегося путем высокотемпературного хлорирования
металла, к которому обычно добавляют металлолом (температура процесса 650 °С в
производстве FeCl3 и 750…800 °С в производстве AlCl3). Источником ПХДФ являются
органические вещества, неизбежно сопутствующие вторичному металлу - смазочные
масла, остатки охлаждающей жидкости на стружке и т.д. [3].
Появление диоксинов в данном случае
связано с тем, что повышение октанового числа бензинов, обычно достигаемое за
счет введения в них токсических тетраэтил- и тетраметилсвинца, одновременно
требует соответствующего технологического противоядия. В этом качестве вводятся
дихлор- и дибромэтаны или другие броморганические присадки (уловители копоти).
Диоксины находят также в выбросах автомобилей, использующих регенерированные
масла.
Средний выброс диоксинов
автомобилем, использующим этилированный бензин, составляет 30-540 пг (в ДЭ) на
1 км пути. Эти количества лишь на первый взгляд могут считаться
незначительными. В действительности по вине автотранспорта могут быть созданы
очаги сильного заражения диоксинами автострад и прилежащих к ним районов,
например, плохо проветриваемых автомобильных тоннелей, почвы вдоль автострад с
интенсивным движением и т.д. Обычно считается, что при использовании
неэтилированных бензинов диоксины ПХДД и ПХДФ не образуются. Нельзя, однако,
игнорировать тот факт, что диоксины обнаружены и в выбросах автомобилей,
работающих на неэтилированном бензине.
Источниками диоксинов могут быть
также бытовые печи, работающие на угле и нефти. Пренебрегать этим источником
нельзя, в особенности из-за широкой распространенности и практической
неконтролируемости. Например, не следует упускать из виду дрова из лесов,
обработанных ПХФ [1].
В настоящее время проблема
загрязнения окружающей среды диоксинами из-за их генерации в печах для сжигания
бытовых и технических отходов осознана во всех промышленно развитых странах.
Оценка общих источников хлора в бытовом мусоре привела к выводу, что в целом
хлор присутствует во всех компонентах мусора. Особенно большие количества его
содержатся в бумаге (четверть) и пластмассах (половина). При этом бумага содержит
от 1/3 до половины хлора в водорастворимой форме, тогда как в пластмассах он
присутствует главным образом (90%) в водонерастворимой форме [1].
Пути накопления диоксинов в выбросах
МСП выяснены не до конца. Считают, что они образуются при переработке мусора
или остаются неразрушенными при сгорании компонентов мусора, содержащих
диоксины в следовых количествах. Например, предшественники диоксинов хлорфенолы
получаются при сгорании других органических материалов в присутствии
неорганических соединений хлора.
Диоксины образуются во всех
высокотемпературных процессах, включающих углерод и любые соединения хлора в
любом валентном состоянии. Катализаторы в таких сложных гетерогенных системах
всегда находятся, ими оказываются как металлические поверхности, так и
поверхность частичек летучей золы.
С каждым миллионом тонн сжигаемого
городского мусора образуется примерно 34 тыс. т летучей золы с сопутствующей ей
смесью ПХДД и ПХДФ, причем 95-99% этого количества осаждается на
электростатических фильтрах и оказывается на свалках, а остальные вместе с
газами попадают в атмосферу [5].
Особенно большие количества ПХДД и
ПХДФ образуются при сжигании отходов, в состав которых входят, например, ПВХ
или другие широко используемые полимеры, содержащие галогены. По существу этот
путь образования диоксинов может быть выражен в виде двустадийного процесса
(4.1.3.1) и (4.1.3.2).
Начавшись с возникновения
хлорбензолов по реакции (4.1.3.1), он в дальнейшем сводится к преобразованию
(4.1.3.2) в присутствии кислорода при более низких температурах: сначала в
фенолы и дифениловые эфиры, а затем в смесь ПХДД и ПХДФ.
Путей внесения диоксиновых
ксенобиотиков только вследствие сжигания чрезвычайно много. При этом в
термические процессы, сопровождающиеся возникновением заметных количеств
диоксинов, включаются не только хлорароматические (полихлорбензолы, ПХБ,
хлорфенолы и их соли, полихлорированные дифениловые эфиры), но и хлоролефиновые
соединения.
Есть эти вещества в выбросах
металлургической промышленности, выхлопных газах автомобильных двигателей.
Возможно возникновение диоксиновых соединений на предприятиях
целлюлозно-бумажной, нефтеперерабатывающей [4].
4.2.1
Целлюлозно-бумажное производство
Значительные количества диоксинов
образуются в целлюлозно-бумажной промышленности, часть технологий которой
восходит ко второй половине прошлого века. В основном это происходит на стадии
делигнификации древесины. Поскольку лигнин (а это четверть древесной массы)
содержит фенольные фрагменты, образование хлорированных фенолов и
феноксифенолов - предшественников диоксинов ПХДД и ПХДФ - в процессе
хлорирования лигнина неизбежно.
Отбеливание целлюлозы осуществляется
с использованием хлора и его соединений - оксида хлора, гипохлоригов, хлоритов
и хлоратов. Кроме того, диоксины могут вноситься в отходы этого производства
при обработке шлама с помощью ПХФ и его соли.
Диоксины находят также в готовой
древесной продукции и бумаге.
Предприняты исследования механизма
образования ПХДД и ПХДФ в производственных процессах, характерных для выпуска
целлюлозы и бумаги. Хотя удалось выявить стадии, где диоксины образуются в
наибольшей степени, в целом механизмы возникновения диоксинов пока не ясны [8].
Примеси ПХДД и ПХДФ были обнаружены
впервые в выбросах нефтеочистных сооружений в 1989 г. Их связывают с процессом
каталитического риформинга, а конкретно, со стадией регенерации катализатора.
Последняя сводится к отжигу кокса в контролируемой кислородной атмосфере при
380-530 °С с последующим восстановлением его каталитической активности
добавлением в струю газа хлорированных соединений (CCl4, трихлорэтан, HCl).
Образование ПХДФ и ПХДД происходит путем хлорирования углеводородов при
каталитическом влиянии окисленных стенок железных трубопроводов [8].
Одним из особо опасных источников
поражения людей и заражения биосферы диоксинами (ПХДД, ПХДФ и ПХБ) являются
различного рода технологические инциденты в промышленности, происходящие при
изготовлении продукции, в том числе нередкие аварии и взрывы. Имеются в виду
производства химической продукции двух видов.
На одних предприятиях микропримеси
диоксинов являются в той или иной степени неизбежным, хотя и попутным элементом
технологической цепи, надежно изолированным от контакта с персоналом цехов.
Лишь в момент аварии или катастрофы, которые не могли быть предсказаны и / или
смоделированы заранее, эти вещества могут выйти из-под контроля и привести к
массовому поражению работников. В остальное время в процессе изготовления
продукции диоксины оказывают сравнительно малое воздействие на персонал и
потому становятся фактором влияния на здоровье людей лишь по выходе из
технологической цепи - в момент использования и утилизации продукции.
Второй путь контакта диоксинов с
производителями продукции связан с несовершенством технологии, в результате
чего возможны массовые поражения работников при профессиональном контакте с
опасными веществами [4].
.
Пути предотвращения поступления полихлордибензодиоксинов,
полихлордибензофуранов, полихлобифенилов в атмосферный воздух
В последнее десятилетие в развитых
странах выполняются работы по уничтожению ранее произведенной и ставшей
ненужной диоксиногенной продукции. Это относится, например, к остаткам
гербицида «agent orange» после прекращения его использования (США), ПХБ после
его запрета (Япония) или выведения из оборота (США) и т.д.
Разработаны также многочисленные
методы уничтожения отходов диоксиногенных технологий, основанные на различных
принципах - физических, химических, биологических, а чаще - комбинированные:
o Физические
технологии уничтожения
Среди термических технологий,
использующих высокотемпературное сжигание, применяют один из видов нагрева -
прямое пламя от сжигания отходов с добавлением топлива, ИК-излучение,
электрические печи или плазменные горелки. В низкотемпературных технологиях
сжигания отходов также используются четыре типа энергии: электромагнитное
волновое воздействие, сжигание без открытого пламени, сжигание в пламени при
низких температурах, бесконтактный нагрев с помощью теплообменников.
Концентрация диоксиноподобных
веществ в отходах, подлежащих сжиганию, должна быть 50 мг/м³, а технические
характеристики подобного рода устройств в однокамерном варианте должны
обеспечивать температуру в зоне горения 1000°С, а время удержания в зоне
горения 2 с.
В случае двухкамерного исполнения
печи допускается, что температура в зоне горения может быть несколько ниже,
однако предусматривается окончательное уничтожение диоксинов в специальной
камере дожигания.
Технически наиболее проработанными и
экологически самыми эффективными считаются методы высокотемпературного сжигания
во вращающейся печи. Создано несколько стационарных и мобильных установок для
термообработки во вращающейся печи зараженных диоксинами почв, а также твердых
и жидких отходов.
Функционирует несколько мощных
стационарных вращающихся печей для сжигания отходов с ПХБ, в частности
установки фирм «Rollins» (Олений Парк, Техас), SCA (Чикаго, Иллинойс) и ENSCO
(Эльдорадо, Арканзас).
Эффективность сжигания по ПХБ -
99,99%. На основании данных по уничтожению ПХБ-содержащих отходов считается,
что подобные печи в принципе пригодны для уничтожения любых диоксинсодержащих
отходов.
o Химические
технологии уничтожения
Предложено несколько химических
способов обеззараживания от ПХДД и родственных соединений. Они включают
дехлорирование, окисление и озонолиз, восстановление, хлоролиз и т.д.
Наиболее эффективны является
дехлорирование хлорорганических соединений и, в частности, диоксинов,
находящихся в отходах, а также извлеченных из зараженной почвы, путем их
сплавления APEG (alkali polyethylene glycolates). Реактив APEG - это полимерный
продукт, образующийся при взаимодействии этиленгликоля с молекулярной массой
порядка 400, с твердыми КОН или NaOH. Он является сильнейшим нуклеофильным
агентом, способным при 90-100 °С (особенно в присутствии ДМСО, резко
усиливающего его нуклеофильные свойства) на 99,41-99,81% разрушать
галогенорганические соединения до эфиров и спиртов и соответствующих щелочных
галогенидов (продукты разрушения диоксинов с помощью APEG нетоксичны).
Эффективность разрушения высокотоксичных 2. 3,7,8 - ТХДД и 2,3,7,8 - ТХДФ пока
несколько ниже (96,24-98,6%).
Еще одна эффективная технология - так
называемый CDP-процесс (chemical degradation of polyhalogenated compounds) -
была предложена в 1985 г. в развитие APEG-обеззараживания фирмой «Маркони»
(«Sea Marconi Technologies»). В реакционную смесь помимо полиэтиленгликоля с
молекулярной массой большей, чем в предыдущем методе (порядка 1500-6000),
вводятся также дополнительные кислородные вещества - слабые основания
(например, К2СО3) и окислители (в частности, Na2О2). Процесс дегалогенирования
высокотоксичных веществ типа диоксина происходит при 20-85 °С по радикальному
механизму. Поскольку при этом осуществляется ступенчатое дехлорирование,
продукты реакции аналогичны наблюдающимся при фотолизе и по этой причине
считаются менее токсичными. Хотя механизм реакции до конца не ясен,
предполагается, что в присутствии радикалов (пероксиды) и ПЭГ, обеспечивающего
активацию анион-радикалов, слабое основание К2СО3 начинает действовать как
сильное. CDP-процесс оказывается применимым для уничтожения многих видов
загрязнений.
Технология химического дехлорирования,
предложенная фирмой «Де-гусса» («Degussa»), предусматривает обработку свободных
от воды отходов хлорорганических соединений с помощью диспергированного натрия,
растворенного в парафиновом масле. Процесс проходит в реакторе при 190 °С в
течение 1 ч в жидком слое парафинового масла, заканчивается образованием
хлористого натрия и осадка органических продуктов дехлорирования. Достоинство
метода - возможность проведения работ по обеззараживанию непосредственно на
свалке отходов.
Разработан ряд методов, позволяющих
окислить диоксины и родственные соединения различного рода окислителями. Так, в
некаталитических условиях окисление диоксинов кислородом протекает про
температуре выше 500 °С. Кроме того, разрабатываются катализаторы, позволяющие
проводить окисление диоксинов при температурах ниже 100°С.
Показано, что диоксины в дымовых
газах МСП могут быть окислены с помощью инжекции в их ток водного раствора
пероксида водорода (концентрация 8 мг/м³ газа). В опытах на пилотной установке обеспечено снижение
концентрации газообразных ПХДД с 200 до 1,5 нг/м³, а ПХДФ - со 130-140 до 0,5 нг/м³. Вопрос об окислении диоксинов, адсорбированных на частичках
летучей золы, находится в стадии решения
o Биологические
технологии разрушения
Разработки биологических методов
разрушения диоксинов в почвах и различного рода отходах ведутся в нескольких
направлениях. Пока ни один из них не может быть признан достаточно эффективным,
чтобы занять место на практике. Однако наметилось несколько обещающих
направлений.
Одно из них - это метод кометаболизма,
разрушение субстрата с помощью энзима. Этим способом может быть достигнуто
частичное или полное удаление структурноподобных вредных веществ. Так,
например, из грибка белой гнили fungus Phanerochacte chrysosporium выделен
энзим, способный к разрушению лигнина, содержащего в своих молекулах
диоксиноподобные (но не хлорированные) звенья. Это наиболее эффективная из
известных окислительных энзимных систем широкого спектра действия. Грибок
оказался способным к разрушению многих хлорорганических соединений, в том числе
ДДТ, линдана, ПХБ и диоксинов до нетоксичных продуктов. Грибок проверен на
обеззараживании in situ зараженных почв и обработке водных растворов в
реакторе. Он может найти также применение, например, при частичном
обеззараживании высокоопасных кубовых остатков. Однако скорость биодеструкции
диоксинов этими организмами пока недостаточна.
В качестве своеобразного метода
экстракции ПХБ из водных растворов можно рассматривать способ их
биоконцентрирования водорослями некоторых типов. Как оказалось, они способны
извлекать ПХБ из воды на 80-100%, в результате чего концентрация ПХБ в сухом
веществе водорослей достигает 200 ppt при его содержании в воде не выше 40 мг/л
Делаются попытки с помощью методов
генной инженерии приспособить микроорганизмы, обитающие в почвах и на свалках,
к разрушению диоксинсодержащих отходов.
Как указывалось выше имеется
термический и химический тип обораз
Похожие работы на - Диоксин при химическом производстве Курсовая работа (т). Химия.
Контрольная работа: Виды, формы социальных институтов. Скачать бесплатно и без регистрации
Правонарушение И Правомерное Поведение Курсовая
Контрольная Работа По Теме Окружность 8
Курсовая работа: Планирование себестоимости продукции
Отчет по практике по теме Разработка коммерческого сайта Кардымовского лесничества
Курсовая работа по теме Психологические аспекты подбора персонала
Курсовая работа: Коммерческая работа по организации услуг розничной торговой сети
Отчет По Практике На Тему На Примере Оао Скб Приморья "Примсоцбанк" Г. Владивосток
Контрольная работа по теме Расчет и оценка показателей финансового состояния организации по формам ее финансовой отчетности
Реферат На Тему Ftp-Протокол. Общие Сведения И Особенности
Реферат На Тему Проблемы Современной Физики
Эссе Современное Лидерство
Реферат по теме Разработка стратегии маркетинга монитора "Panasonic"
Реферат: Крепостное право в России 3
Реферат: Глобальные проблемы человечества. Скачать бесплатно и без регистрации
Адаптационно Трофическое Действие Внс Реферат
Контрольная работа: Прямые налоги: виды, проблемы налогообложения в РФ
Реферат по теме Американська модель менеджменту
Реферат по теме Правовой режим коммерческой тайны
Реферат: Корреляционно-регрессионный анализ взаимосвязи производственных показателей предприятия организ
Курсовая работа: Финансовый анализ предприятия
Реферат: The Awakening
Похожие работы на - Геометрія молекул