ВЛИЯНИЕ ЩЕЛОЧИ НА ПРОЦЕССРАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ДЕХЛОРИРОВАНИЯ ПОЛИХЛОРБИФЕНИЛОВ.

Джаванширова Афсана Абульфат, аспирант, Институт Радиационных Проблем Национальной АН Азербайджана, г. Баку (Азербайджан).

Искендерова Зенфира Искендер, кандидат химических наук, Институт Радиационных Проблем Национальной АН Азербайджана, г. Баку (Азербайджан).

Курбанов Муслум Ахмед, доктор химических наук, Институт Радиационных Проблем Национальной АН Азербайджана,г. Баку(Азербайджан).

Абдуллаев Эльшад Тофиг, кандидат химических наук, Институт Радиационных Проблем Национальной АН Азербайджана, г. Баку (Азербайджан).

Аннотация: В работе изучено влияние щелочи на процесс радиационно-химического дехлорирования полихлорбифенилов  в смеси с гексаном и изопропиловым спиртом. Установлено, что зависимость концентрации идентифицированных изомеров полихлорбифенилов от количества КОН (0,05-0,5 г) в смеси носит экстремальный характер в изученном интервале поглощенных доз (46-460 кГр).

Ключевые слова: полихлорбифенилы; радиационно-химическое дехлорирование; ПХБ масло.

Abstract:The effect of alkali on the process of radiation-chemical dechlorination of polychlorinated biphenyls in the mixture with hexane and isopropyl alcoholwas studied.The dependence ofthe concentration of the identified isomers of polychlorinated biphenyls on the amount of KOH (0.05-0.5 g) in the mixture has an extreme character in the studied range of absorbed doses (46-460 kGy).

Keywords:polychlorinated biphenyls; radiation-chemical dechlorination;PCB oil.

Введение. Стойкие органические соединения (СОЗ) представляют собой глобальную экологическую проблему, которая связана со способностью аккумуляции их в жировых тканях человеческого организма ивысокой устойчивостью в окружающей среде. Хлорированные бифенилы входят в список опасных химических загрязнителей Стокгольмской Конвенции.Их производство остановлено в конце 80-х годов прошлого века, но до этого объем мирового производства достиг приблизительно 1 млн. тонн.В настоящее время ПХБ содержащие масла используются в таких оборудованиях энергетического сектора, как силовые трансформаторы, конденсаторы, электрические ключи и другие.

В настоящее время разрабатываются различные методы дехлорирования ПХБ содержащих трансформаторных масел. Существующие методы разделяют на 2 группы: основанные на деструкции ПХБ (высокотемпературное сгорание) и низкотемпературное дехлорирование (в присутствии химических реагентов). Наряду с ними разрабатываются такие нетрадиционные методы, как электрохимические, плазмохимические, фотохимические и радиационно-химические.

Обычно, в последнем случае для интенсификации процесса дехлорирования используют различные добавки, как спирты, щелочи и другие [1-3]. Большой интерес представляет изучение содержание этих добавокна скорость процесса дехлорирования.

В настоящей работе изучено влияние количестваКОН на процесс дехлорированияпри радиолизе системы (9 г), содержащей 2,7% вес. ПХБ, 91,8% вес. гексан и 5,5 % вес. изопропилового спирта. Количество КОН в системе составляло 0,05-0,5 г.

Методика. Анализ трансформаторного масла содержащего ПХБ проводили на основе метода Агенства по Охране окружающей среды США (Determinationof Pesticides and PCB sin Industrial and Municipal Wastewaters.EPA 600/4-82-023.National Technical Information Service. PB82-214222/ Spring field. Virginia 22161/April 1982). Приблизительно 0.1-0.5г пробывзвесили на аналитических весах (чувствительность ~0,0006 г), после чего растворили в гексане и подвергли очистке.С этой целью использовали  20 г флориcила (заранее подсушенного при 130°C в течение 16 часов), также подготовили колонку (диаметр 22 мм), для удаления воды из масла (если имеется) добавили ~5 г обезвоженного сульфата натрия(заранее подсушенного при 400°C в течение4 часов). Колонку промыли 60 мл гексана. После чего пробу пропустили через колонку, которую сначала промыли 200 мл раствором 6% диэтилэфира в гексане и собрали в круглодонную колбу.  Скорость процесса фильтрации должна быть 5 мл/мин. Имеющийся в пробе растворитель испарили до 2 – 3 мл. Тот же процесс повторили при растворах  200 мл диэтилэфира, каждый по 15 и 50 % от объема и испарением объем уменьшили до 2-3 мл.

Для калибровки хроматографа использовали стандарт, содержащий 12 проб ПХБ (CENPCBCongenerMix 1, 10 ug/mlinheptane, Supelco). Были подготовлены 3 раствора с различными концентрациями (10, 50 и 100 мкг/л) и проанализированы на хроматографе.

Идентифицированные изомеры и их время выхода указаны в таблице 1.Таблица1

Таблица 1.Полихлорбифенилы и их время выхода.

Результаты и их обсуждение. На рисунках 1-3 представлены кривые зависимости концентрации ПХБ изомеров от объема КОН при разных дозах облучения. Исследован интервал добавленного объема КОН (0,05-0,5г) при дозах 46-460 кГр.На рисунке 1 представлены кривые зависимости концентрации изомеров ПХБ (149+118), (18) от количества КОН при радиолизе вышеуказанных систем.Рис.1

Рис. 1.Зависимость изменения концентрации изомеровПХБ (149+118)(1 при 46 кГр, 2- 333кГр, 3-460 кГр), ПХБ (18) (4-460 кГр, 5-46 кГр) от объема КОНпри различных дозах облучения.

Как видно из рисунка 1, повышение количества КОН до 0,1г приводит к росту количества всех указанных ПХБ изомеров. При дальнейшем повышении количества КОН наблюдается медленное уменьшение концентрации ПХБ изомеров.

На рисунках 2 и 3 представлены кривые изменения концентрации изомера ПХБ (101)и ПХБ (153)от количества КОН при разных дозах облучения. Аналогично вышеуказанному рисунку, и в этом случае наблюдается экстремальный характер изменения концентрации от количестваКОН.Рис.2

Рис. 2. Зависимость изменения концентрации изомера ПХБ (101) (1-46 кГр, 2-460 кГр ) от количества КОН при разных дозах облучения.

Рис.3

Рис. 3. Зависимость изменения концентрации изомера  ПХБ (153) (1- 46кГр  2- 330кГр  3- 460 кГр)от количества КОН при разных дозах облучения.

Таким образом, для идентифицированных ПХБ изомеров на графиках зависимостиконцентрации от количества КОН наблюдается аналогичный характер, то есть наличие максимумов на кривых зависимости.

В результате зависимости общей концентрации изомеров от количества щелочи наблюдаются максимумы, соответствующие количеству КОН примерно равному 0,1 г.

Рис.4

Рис.4. Зависимость изменения общей концентрации изомеров ПХБ от объема КОН (доза облучения   1- 46 кГр ,  2 — 460 кГр)

Наблюдаемая закономерность может быть связана с растворимостью КОН, где согласно [4]максимальная величинарастворимости щелочи в 2-пропаноле составляет 0,88 моль/л.

Полученные результаты показывают на эффективное дехлорирование изомеров ПХБ при концентрациях КОН выше, чем 0,05-01 г. Согласно [5] в присутствии КОН радиационно-химическое дехлорирование ПХБ происходит по цепному механизму, скорость которого сильно замедляется в присутствии растворенного кислорода или других акцепторов сольватированных электронов.

Списоклитературы

  1. TrifanA., CalinescuI., MartinI. Transformation of polychlorinated biphenyls (PCBs) into non-hazardous by electron beam treatment.// Rev.Chim.2009. № 10. P. 60.
  2. MincherB. J., Brey R. R., Rodriguez R. G. Increasing PCB radiolysis rates in transformer oil.// Radiation PhysicsandChemistry.2002.P. 461-465.
  3. Ryoo K. S., Byun S. H., Choi J.H. Destruction and removal of PCBs in waste transformer oil by a chemical dechlorination process. // Korean Chem. Soc. 2007. №4.P. 28.
  4. Kogyo K. Radiolytical dechlorination of PCB (polychlorinated biphenyl) //Chemical Industry. 1973. № 24, P.1610-1616.
  5. Sawai T., Shimokawa T., Shinozaki Y. The radiolytical-chain dechlorination of polychlorinated biphenyls in alkaline 2-propanol solutions.// Bulletin of Chemical Society of Japan. 1974. Vol. 47(8). P. 1889-1893.

Post a comment

Book your tickets