химический каталог




Введение в химию окружающей среды

Автор J.E.Andrews P.Brimblecombe T.D.Jickells P.S.Liss

ранствах (табл. 3.7).

Обычно бывает невозможно рассчитать составляющую ионного обмена, относящуюся к глинистым минералам почв, поскольку значительную емкость катионного обмена имеют и другие почвенные компоненты, например аллофаны и органическое вещество (табл. 3.7). Аллофан представляет собой кремне-алюминиево-водный гель, состоящий из полых сфер диаметром 3-5 мм, стенки которых построены из подобного каолиниту материала. Позиции катионного обмена находятся внутри полых сфер, а емкость катионного обмена варьирует в зависимости от обменного катиона, его концентрации и рН почвенной влаги. Ионный обмен в почвенном органическом веществе в основном Вызван диссоциацией карбоксильных групп при рН выше 5.

i

116

ГЛАВА 3

НАЗЕМНАЯ СРЕДА

117

3.6.7. Использование глинистых минералов

для противодействия загрязнению окружающей среды

Большая емкость катионного обмена смектитов побудила к исследованиям возможности использования их как катализаторов, т. е. веществ, которые изменяют скорость химической реакции, сами при этом не изменяясь. Глинистые катализаторы имеют возможное применение как адсорбенты для устранения загрязнения природных вод или почв.

Такое соединение, как 2,3,7,8-тетрахлородибензо-/>-диоксин, является одним из наиболее токсичных важнейших загрязнителей в списке Американского Агентства по охране окружающей среды. Соединения диоксина действуют как нервные яды и крайне токсичны. Нижнего предела, при котором диоксины считаются безвредными для природной среды, не существует. Разрушение диоксинов биологическими, химическими или термическими способами — дорогостоящий процесс, и не в последнюю очередь потому, что они в низких (но очень существенных) концентрациях диспергированы в больших объемах другого (безвредного) материала. Таким образом, для разрушения диоксина должны быть переработаны большие объемы материала.

Растворимые загрязнители типа диоксина перед разрушением желательно концентрировать адсорбцией на твердом веществе. Оптимальный твердый адсорбент должен быть дешевым, безвредным, регенерируемым, легким в обращении и иметь большое сродство — быть высокоселективным к загрязнителю.

В последнее время в качестве адсорбентов использовались тонко растертый активированный уголь и древесный уголь, но

А1,304(0Н)23* «подставки», или «подпорки»

Т— тетраэдрический слой; О

Рис. 3.20. Схематичная диаграмма, на которой показаны «подставки», или «подпорки», в межслоевом пространстве смектитовой глины. октаэдрический слой.

ока подвергались окислению в процессе термического разрушения загрязнителей. Это делало их непригодными к вторичному использованию, поэтому повышались как стоимость, так и выброс С02 в атмосферу. В качестве альтернативных адсорбентов были предложены смектитовые глинистые катализаторы, хотя необходимы некоторые модификации природного минерала.

ВСТАВКА 3.11. Сурфактанты

Сурфактант (поверхностно активный агент) представляет собой вещество, которое вводится в раствор, чтобы повлиять (обычно увеличить) на его способность к растеканию и смачиванию (т. е. те свойства, которые контролируются поверхностным натяжением).

Примерами сурфактантов служат мыла и детергенты. Молекула мыла обладает двумя особенностями, обусловливающими его очищающее действие: длинной неполярной углеводородной цепочкой и полярной группой (карбоксилатной группой). Ниже приведен пример современного детергента, лорилсульфата натрия: О II

CH3(CH2)„-0-S-0-Na+

II

О

Полярная карбоксилатная «голова» растворяется в воде, тогда как длинный «хвост» углеводородной цепочки хорошо смешивается с жирными веществами, эффективно перенося жир в раствор.

В общих словах все сурфактанты ведут себя как детергенты, имеющие гидрофильную «голову» и «гидрофобный» хвост. В результате гидрофобные молекулы или соединения, например диоксин и другие хлорированные фенолы, будут иметь сродство к длинному хвосту углеводородной цепочки.

Катализаторы из модифицированных смектитовых глин. При температуре выше 200 "С происходит потеря воды из межпакетных пространств, которые сжимаются до структуры иллита. Поскольку емкость катионного обмена смектитов сосредоточена в межпакетных слоях, если глинистые катализаторы используются при термической обработке химических органических токсикантов, нужно предотвращать сжатие. Одним из способов удержания междакетных пространств открытыми в отсутствие растворителя, например воды, является внедрение термически стабильных катионов, действующих как молекулярные «подставки», или «подпорки» (рис. 3.20).

ГЛАВА 3

140 120

о

о 100

Насыщение сурфактантом

во

51

14 1

118

0 200 400 600 800 1000

Равновесная концентрация, ммоль - л'1

Рис. 3.21. Адсорбция 3-мокохлорфенола из воды на смектит А1и, содержащий различные количества сурфактанта Тергикола 15s-5- По Michot & Pinnavaia(1991).

Можно применять различные поддерживающие агенты; наиболее распространенным является полиядерный катион гидрокси-алюминия [Ali]04(OH){g], который устойчив при температуре выше 500 "С. Установка «п

страница 36
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81

Скачать книгу "Введение в химию окружающей среды" (5.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
биохимия крови амилаза
матрас 80х180 детский
театр ромен билеты
курсы мастеров холодильщиков

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(20.10.2017)