Механизмы фотохимической трансформации минеральных форм азота в природных и сточных водах

• Автор: Швыдкий, Вячеслав Олегович
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 101 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

Глава 2. Методы исследования

Глава 3. Кинетические особенности фотолиза ионов нитрата

и нитрита в водных средах Глава 4. Фотолиз нитратов и нитритов в природных водах

Глава 5. Токсикологический аспект продуктов фотолиза нитритов

и нитратов в воде.

ВЫВОДЫ
Литература


Антропогенное воздействие при чрезмерном и неправильном использовании азотсодержащих соединений может привести к нарушению равновесия в цикле азота и накоплению того или иного низкомолекулярного соединения азота. Гак в неблагополучных водоемах в повышенных концентрациях регистрируется нитритион, обладающий токсическими свойствами и являющийся предшественником нитрозоаминов. Последние соединения известны своими канцерогенными свойствами. Минеральные формы азота играют важную роль в жизнедеятельности гидробионтов, оказывают заметное влияние как на самоочищение, так и на самоза1рязнение водоемов. Накопление определенных соединений связанного азота приводит не только к нарушению процессов самоочищения водоемов, но и к увеличению количества токсичных форм азота в сельскохозяйственных продуктах. К позитивной роли нитритов и нитратов в самоочищении водоемов относится их способность под действием солнечного света к фотохимической генерации активных промежуточных частиц и др. Поэтому нитратные и нитритные ионы играют существенную роль в фотохимических процессах трансформации органических веществ в природной водной среде ii, , и др. Достаточно ранние данные о фотолизе нитратов с образованием промежуточных форм азота отражены в работе ,i, со ссылкой на более раннюю работу . УФ окисленное орг. Характерной особенностью фотолиза нитратиона в присутствии органических веществ является окисление последних кислородом, который высвобождается при превращении нитрата в нитрит. На этой стадии превращение нитрата в нитрит происходит количественно. При этом скорость образования нитритиона под действием УФ излучения ртутной лампы высокого давления не зависит от концентрации нитрата в диапазоне 0,6 7,1 Ми 5, i и др. Дальнейшие превращения нитритиона связаны с непосредственным взаимодействием с органическими соединениями. В процессе окислительновосстановительных реакций инициированных фотолизом, нитратион восстанавливается до иона аммония с образованием промежуточных продуктов , 22, 2. Данные соединения азота были идентифицированы авторами. Особенностью этого процесса является количественное превращение гидроксиламина в аммонийный ион, но только на стадии отсутствия радикалов. Соответственно выделяется две фазы УФ трансформации нитратных ионов. В первой фазе УФоблучения присутствуют радикалы и промежуточные формы 22 и 2. Во второй фазе по мере расходования нитритных ионов и исчезновения радикалов происходит накопление аммонийных ионов. В процессе фотопревращения возможно образование газообразных продуктов 2 и , что подтверждалось косвенными данными удаление газообразных веществ из системы в процессе УФфотолиза раствора нитрата в присутствии органического вещества приводило к изменению баланса общего азота. Степень восстановления зависит от природы органического вещества. Роль УФ излучения сводится лишь к каталитическому действию. Для восстановления нитригиона требуется, чтобы концентрация органического вещества была не ниже определенного минимума, выше которого скорость восстановления практически не зависит от концентрации РОВ. Радикал также слабо подвержен восстановлению под действием УФизлучения не обнаружено скольнибудь существенного восстановления даже после нескольких часов облучения УФ светом, а окислительную активность проявляет в присутствии ортнических веществ, которая усиливается под действием УФизлучения. Образование пероксида водорода в реакции 1 представляется достаточно гипотетическим, хотя в ходе фотолиза нитратиона образуются предшественники Н2 активные промежуточные частицы свободные радикалы. Большая скорость взаимодействия последних с образовавшимся нитрит ионом приводит к его дальнейшим окислительновосстановительным превращениям. Накопление пероксида водорода не происходит также изза его способности к УФфотодиссоциации. Нитрат ион имеет две широкие полосы поглощения в УФобласти спектра с Хтах 0 и 0 нм е2оо М1 см1, е3оо 7,4 М1 см1, и др. Спектры поглощения нитрат, нитритиона и пероксида водорода в ультрафиолетовой и видимой области спектра представлен на рис.