Изомерноспецифический анализ и детоксикация полихлорированных дибензо-n-диоксинов и дибензофуранов в условиях субкритической экстракции

Изомерноспецифический анализ и детоксикация полихлорированных дибензо-n-диоксинов и дибензофуранов в условиях субкритической экстракции

Автор: Шелепчиков, Андрей Александрович

Шифр специальности: 02.00.02

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2001

Место защиты: Москва

Количество страниц: 145 с.

Артикул: 343324

Автор: Шелепчиков, Андрей Александрович

Стоимость: 250 руб.

Изомерноспецифический анализ и детоксикация полихлорированных дибензо-n-диоксинов и дибензофуранов в условиях субкритической экстракции  Изомерноспецифический анализ и детоксикация полихлорированных дибензо-n-диоксинов и дибензофуранов в условиях субкритической экстракции 

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
1.1. Общие сведения о диоксинах.
1.2. ФИЗИКОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА НОЛИХЛОРИРОВАННБ1Х ДИБЕНЗО7ДИОКСИНОВ И ДИБЕНЗОФУРАНОВ.
1.3. Свойства диоксшюв в окружающей среде.
1.4. Инвентаризация источников выбросов диоксиноподобных веществ
1.5. Кругооборот диоксинов в природе
1.6. Современные методы пробоподготовки.
1.7. Экстракция в субкритических условиях.
1.8. Вода в субкритических условиях.
1.9. Методы детоксика щи.
1.9.1. Нетермические методы.
1.9.2. Использование дехлорирующих агентов
1.9.3. Гидротермическая детоксикация
1 Постановка задачи работы
2. ЭКПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1. Хроматомассспектрометрия высокого разрешения.
2.1.1. ПШЮАИМАТXI.
2.1.2. ГШЮАИ нядзо.
2.2. Газожидкостная хроматография.
2.3. Лабораторное оборудование
2.4. Растворители, реагенты и материалы.
2.5. Вспомогательные методики.
2.6. Методы экстраю щи
2.6.1. Экстракция в аппара те Сокслета
2.6.2. ПРОТОЧНАЯ экстракция.
2.6.3. Метод высаливания
2.6.4. Жидкость жидкостям экстракция
2.7. Методы пробоочистки
2.7.1. Угольим колонка
2.7.2. Многослойная колонка.
2.7.3. Оксид алюминия.
2.8. 1РЕДЕЛЕНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ПХДД И ПХДФ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ
3. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ.
3.1. Методические аспекты эксперимента
3.2. Загрязнение диоксинами почв Южного Вьетнама
3.2.1. Проникновение в глубь почв.
3.2.2. Предотвращение вертикальной миграции.
3.3. Влияние образования комплексов и ассоциатов на растворимость и подвижность 2,3,7,8ТХДД
3.3.1. Влияние фталоцианинов на распределение 2.3,7.8 ТХДД в СИСТЕМЕ БУТАНОЛ ВОДА.
3.3.2. Влияние фталоцианинов на общую растворимость 2,3,7,8ТХДД В ВОДЕ
3.3.3. Влияние водорастворимых веществ на истинную растворимость 2,3,7,8ТХДД.
3.3.4. Элюирование 2,3,7,8 ТХДД из колонки с силикагелем водными растворами.
3.4. Исследования в субкритических условиях.
3.4.1. Установка для субкритической экстракции
3.4.2. Оценка возможности экстракции диоксинов водой
3.4.3. Влияние температуры на степени извлечения ПХДД иПХДФ ИЗ почв
3.4.4. Экстракция из вьетнамской почвы
3.4.5. Экстракция из донного осадка
3.4.6. териальныйбаланс и влияние типа трпцы
3.4.7. Восстановительное дехлорирование ОХДД.
4. ВЫВОДЫ
5. ПРИЛОЖЕНИЕ
6. ЛИТЕРАТУРА
Список условный обозначений и сокращений.
2,4,5Т Трихлорфеноксиуксусная кислота
2,4Д Дихлорфеноксиуксусная кислота
v xi ускоренная жидкостная экстракция при субкритических условиях
ЕРА vi i Агентство охраны окружающей среды США
I Ii xii iv Международный эквивалент токсичности
I Ii i i i Международный союз теоретической и прикладной химии.
Фталоцианин
xx xii iv токсичный эквивалент диоксиновый эквивалент, ДЭ. Подстрочный индекс указывает систему расчета.
i i vi Профамма Организации Объединенных Наций но защите окружающей среды
ii Всемирная Организация Здравоохранения
ВЭЖХ Высокоэффективная жидкостная хроматография
ГЖХ Газожидкостная хроматофафия
ДДТ Дихлордифенилтрихлорэтан
мс Массспектометрия, массспектрометр
ПАВ Поверхностноактивное вещество
ПАУ Полициклические ароматические углеводороды
ПВХ оливинилхлорид
ХБ Полихлорированные бифенилы
пхдд Полихлорированные дибензоидиоксины
ПХДФ Полихлорированные дибензофураны
соз Стойкие органические зафязнители
хмс Хроматомассспектрометр
Приставки, обозначающие число атомов хлора в молекулах ПХДД и ПХДФ.
Т тетра
Пе пента
Гк гекса
Гп гепта
О окта
ВВЕДЕНИЕ
Одной из глобальных экологических проблем является загрязнение окружающей среды стойкими органическими загрязнителями СОЗ. К этой группе относятся вещества, обладающие следующими свойствами токсичностью, длительным периодом полуразложения или полураспада в воздухе дней, в воде месяцев, в почве более года, способностью к биоаккумуляции, склонностью к трансграничному переносу. К СОЗ, прежде всего, относятся полихлорированные дибензоядиоксины ПХДД и дибензофураны ПХДФ, являющиеся побочными продуктами многих производств. Наибольшую опасность представляют 2,3,7,8замещенные конгенеры1 ПХДД и ПХДФ, среди которых наиболее токсичным является 2,3,7,8ТХДД . Даже в очень малых дозах эти вещества вызывают усиление функционирования ферментов монооксигеназной системы печени, ответственной за биотрансформацию сотен соединений, поступающих в организм, и синтез необходимых веществ, что ведет к метаболическому хаосу .
Согласно решению от 7 февраля г. о запрещении производства некоторых высотоксичных химических продуктов, к СОЗ отнесены 8 пестицидов алдрин, хлордан, ДДТ, дилдрин, эндрин, гептахлор, мирекс, токсафен и технологические жидкости, содержащие гексахлорбензол и полихлорированные бифенилы ПХБ 5.
Наиболее надежным методом аналитического определения содержания ПХДД и ПХДФ в различных матрицах является метод изотопного разбавления с детектированием с помощью ХМС высокого разрешения, что обеспечивает чрезвычайно высокую чувствительность и селективность, необходимые при таком анализе. В настоящее время не прекращается совершенствование приборной базы смена поколений приборов происходит при
Совокупность изомеров и гомологов
ВВЕДЕНИЕ
Одной из глобальных экологических проблем является загрязнение окружающей среды стойкими органическими загрязнителями СОЗ. К этой группе относятся вещества, обладающие следующими свойствами токсичностью, длительным периодом полуразложения или полураспада в воздухе дней, в воде месяцев, в почве более года, способностью к биоаккумуляции, склонностью к трансграничному переносу. К СОЗ, прежде всего, относятся полихлорированные дибензоядиоксины Г1ХДД и дибензофураны ПХДФ, являющиеся побочными продуктами многих производств. Наибольшую опасность представляют 2,3,7,8замещенные конгенеры1 ПХДД и ПХДФ, среди которых наиболее токсичным является 2,3,7,8ТХДД 1. Даже в очень малых дозах эти вещества вызываютусиление функционирования ферментов монооксигеназной системы печени, ответственной за биотрансформацию сотен соединений, поступающих в организм, и синтез необходимых веществ, что ведет к метаболическому хаосу .
Согласно решению от 7 февраля г. о запрещении производства некоторых высотоксичных химических продуктов, к СОЗ отнесены 8 пестицидов алдрин, хлордан, ДДТ, дилдрин, эндрин, гептахлор, мирекс, токсафен и технологические жидкости содержащие гсксахлорбснзол и полихлорированные бифенилы ПХБ 5.
Наиболее надежным методом аналитического определения содержания ПХДД и ПХДФ в различных матрицах является метод изотопного разбавления с детектированием с помощью ХМС высокого разрешения, что обеспечивает чрезвычайно высокую чувствительность и селективность, необходимые при таком анализе. В настоящее время не прекращается совершенствование приборной базы смена поколений приборов происходит при
1 Совокупность изомеров и гомологов
близительно 1 раз в лет и методов пробоподготовки, что необходимо для удовлетворения постоянно растущих требований к чувствительности, качеству и количеству проводимых анализов 6.
Во многих странах ведутся интенсивные работы по установлению механизмов воздействия СОЗ на живые организмы, определению безопасного уровня загрязнения и разрабатываются меры но снижению количеств этих веществ, попадающих в окружающую среду 7. При этом информация о физикохимических свойствах СОЗ практически отсутствует, а имеющаяся крайне противоречива. Например, данные по растворимости в воде и другие физикохимические константы в различных источниках отличаются на несколько порядков. Проводимые лабораторией аналитической экотоксикологии Института проблем экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН многолетние работы во Вьетнаме показали, что диоксины в значительных количествах способны проникать в глубь тропической почвы, хотя в литературных источниках указывается, что изза чрезвычайно низкой растворимости в воде и высокой сорбционной способности диоксиноподобные вещества неспособны вертикально мигрировать даже в песчаных почвах 8,9.
Актуальность


Сжигание, рассматриваемое первоначально как универсальное средство для уничтожения любых токсичных веществ, в данном случае может приводить к еще большему загрязнению окружающей среды изза вторичного образования диоксинов при охлаждении дымовых газов. Биоразложение могло бы стать весьма эффективным методом детоксикации, однако пока не найдены микроорганизмы, способные разрушать диоксины в природных матрицах. Использование воды в качестве растворителя может рассматриваться как потенциально доступный метод детоксикации, если будут созданы условия для увеличения растворимости диоксинов в воде на несколько порядков. Целью настоящей работы является выявление факторов, влияющих на миграцию ПХДЦ и ПХДФ в почвах, и поиск способов проведения детоксикации почв без применения органических растворителей. Исследования в области диоксинов автоматически ставят проблему совершенствования методов анализа, используемых для их определения в различных матрицах. Исследовать влияние комплексообразования на физикохимические свойства диоксинов и их подвижность в почвах. Изучить возможность использования воды в субкритических условиях для извлечения липофильных органических соединений из почв. Создать установку для экстракции ПХДД и ПХДФ в субкритических условиях. Оценить возможность восстановительного дехлорирования ОХДД в субкритических условиях и гидротермальной деструкции как новых методов детоксикации диоксинов. Усовершенствовать аналитические методы, используемые при экстракции органических веществ из твердых матриц. Научная новизна работы. Предложен метод экстракции ПХДД и ПХДФ растворителями в субкритических условиях при равновесном давлении. Обнаружена способность катионов металлов и сульфозамещенных фталоцианинов увеличивать растворимость 2,3,7,8ТХДД в воде и влиять на подвижность загрязнителя в почвах. Установлена способность 2,3,7,8ТХДД образовывать коллоидные растворы, причем показано, что коллоидная растворимость на порядка может превышать истинную. Установлена эффективность использования воды, находящейся в субкритических условиях, для извлечения ПХДД и ПХДФ из различных типов почв. Изучена способность металлического железа дехлорировать ПХДД. Обнаружена гидротермальная нестабильность ПХДД и ПХДФ. Практическая ценность работы. Получены сведения о растворимости в воде и подвижности диоксинов в почвах, способствующие пониманию поведения этих веществ в окружающей среде, которые необходимо учитывать при разработке природоохранных мероприятий. Предложен метод детоксикации почв, зараженных СОЗ, основанный на использовании в качестве растворителя воды в субкритических условиях. Этот метод исключает загрязнение атмосферного воздуха, неизбежное при обжиге фунта, и не приводит к зафязнению окружающей среды органическими растворителями и другими веществами, применяемыми для детоксикации почв. Усовершенствованы методы работы со следовыми количествами веществ, разработаны установки для проточной экстракции диоксипоподобных веществ из твердых матриц. Данные о физикохимических свойствах 2,3,7,8ТХДД в водной среде. Метод экстракции в субкритических условиях при равновесном давлении. Результаты исследований но экстракции ПХДД и ПХДФ из различных типов почв. Результаты исследования по использованию металлического железа для восстановительного дехлорирования ОХДД в воде при субкритических условиях. Результаты исследования подвижности ПХДДПХДФ во вьетнамских почвах, подвергшихся загрязнению в ходе войны. Апробация работы. Основные материалы диссертационной работы представлены на международных конференциях Оюхт Венеция, Италия, Эюхт Монтерей, США, Еюхт Кьенжу, Корея на III и IV Всероссийских конференциях с международным участием Экоаналитика Краснодар, Экоаналитика Краснодар и Диоксины и родственные соединения экологические проблемы, методы контроля Уфа, на III экологической конференции студентов и молодых ученых вузов г. Москвы Москва, , в летней школе по зеленой химии Венеция, Италия, . Публикация результатов работы. Основное содержание диссертации изложено в 3 научных статьях, 7 тезисах докладов и 1 обзоре. Объем и структура работы. Диссертация состоит из шести основных разделов, изложенных на 5 страницах машинописного текста, содержит таблиц и рисунков. Библиография включает в себя 6 наименований.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.184, запросов: 121