Хімія та хімічні технології

Фундаментальні проблеми створення

нових матеріалів і технологій

Михайловська Т.М., Волощук Ю.В.

Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича

ДОслідження біоцидних властивостей деяких аміносполук та їх ВПЛИВу НА процес перетворення кальцій гідрокарбонату в карбонат

Розвиток водоростей і пов'язане з цим збагачення вод прижиттєвими виділеннями і залишками викликають серйозні утруднення у водопостачанні підприємств, порушуючи технологічний процес і погіршуючи якість продукції. Окрім цього, посилене обростання водоростями комунікацій і апаратів ускладнює очищення води і служить іноді не тільки причиною аварій, але і зупинки виробництва. При обростанні трубок конденсаторів зменшується коефіцієнт їх корисної дії і, як наслідок цього, погіршуються технологічні показники.

Проблема захисту градирень для охолодження обігової води в технологічних системах від обростання в основному синьо-зеленими водоростями надзвичайно гостра і за своєю значимістю стоїть в одному ряду з проблемами захисту матеріалів від корозії та солеосадження. Ці проблеми практично супутні і вирішення їх можливе одночасно введенням інгібіторної композиції, складовими якої були б компоненти, що забезпечують пригнічення швидкостей солеосадження та корозії, а біоцидна компонента – ріст водоростей.

Серед великої кількості речовин, що мають біологічну активність і можуть проявляти гербіцидні та фунгіцидні властивості, є продукти життєдіяльності водоростей – аміни, амінокислоти, феноли, які залежно від умов можуть бути як стимуляторами, так і інгібіторами їх росту [1].

Вибір аміносполук для виявлення біоцидних властивостей щодо синьо-зелених водоростей був продиктований відомостями про те, що джерелом аміносполук у воді служать як вільні амінокислоти, так і білки водоростей.

Таблиця

Вплив аміносполук на кінетичні параметри процесу перетворення

Са(НСО₃)₂ в СаСО₃ та на ріст тест-культури синьо-зелених водоростей

Ряска звичайна (Cyanophyta)

№ п/п	Досліджувана речовина	Конц., мг/л	kеф., л/моль∙хв	Період індукції, хв	Ступінь пере- творення (a) 90 хв.	Тест-культура, к-сть відмерлих рослин, % (14 діб)
1.	Сечовина (NH2)2CO	20 40	1,80 1,55	25 25	0,54 0,56	48 20
2.	Біурет (NH2CO)2NH	20 40	3,20 3,30	10 15	0,70 0,68	96 (6 доба) 100
3.	Нікотинамід C5H4NCONH2	20 40	1,50 1,70	25 30	0,51 0,54	98 (12 доба) 100 (12 доба)
4.	Акриламід CH2=CHCONH2	20 40	1,80 1,46	15 20	0,65 0,53	45 100
5.	Полімер акриламіду (–CH2–CH–CONH2)n |	20 40	1,70 1,80	20 25	0,68 0,58	60 78
6.	Анілін C6H5NH2	20 40	1,90 1,90	20 35	0,70 0,54	50 48
7.	Тіосечовина (NH2)2CS	20 40	1,86 2,90	25 25	0,54 0,55	88 (6 доба) 45
8.	Стрептоцид білий H2N–C6H4SO2NH2	20 40	2,60 2,65	20 25	0,64 0,64	52 80
9.	Гліцин NH2 –CH2COOH	20 40	2,66 2,20	5-10 35	0,68 0,45	40 40
10.	β-аланін NH2CH2CH2COOH	20 40	2,25 1,75	25 30	0,61 0,55	60 80
11.	Цистеїн HSCH2CH(NH2)COOH	20 40	4,4 3,6	10 35	0,73 0,65	96 76

Аміносполуки проявляють неоднозначний вплив на водорості як залежно від умов, так і від їх типу. Тому для досліджень ми обрали різні за будовою аміносполуки для виявлення альгіцидної дії на синьо-зелені водорості, а саме: сечовина, біурет, нікотинамід, акриламід і його полімер, анілін, тіосечовина, білий стрептоцид, гліцин, β-аланін, цистеїн. В результаті досліджень встановлено, що всі сполуки проявляють біоциднy дію на тест-культуру синьо-зелених водоростей (таблиця). Досить високу альгіцидну дію уже за концентрацій 20 мг/л проявили: біурет (на 6 добу загинуло 96% тест-культур), тіосечовина (на 6 добу загинуло 88% тест-культур), нікотинамід (на 12 добу загинуло 98% тест-культур), цистеїн. За концентрації 40 мг/л за тестовий період (14 діб) найефективнішими виявились: білий стрептоцид (80%), β-аланін (80%), акриламід (100%) та його полімер (78%).

Як і очікувалося, збільшення концентрації аміносполук у межах досліджуваних не завжди приводить до підсилення їх біоцидної дії (сечовина, анілін, тіосечовина, гліцин, цистеїн). Що підтвердило описаний в літературі неоднозначний характер впливу аміносполук на ріст рослин.

Дослідження впливу аміносполук на кінетичні закономірності перетворення кальцій гідрокарбонату в карбонат – модельній системі вивчення процесу солеосадження – показало, що присутність аміносполук не міняє характеру кінетичного опису процесу розкладу Ca(HCO₃)₂. Вплив природи і концентрації досліджуваних сполук на ефективну константу швидкості виявився різним. Їх вплив від слабкої інгібуючої дії до прискорення процесу (табл.).

Біурет і цистеїн, проявляючи досить сильні біоцидні властивості (табл. поз.2,11,), одночасно каталізують розклад Са(НСО₃)₂ – зростає ефективна константа швидкості і ступінь перетворення (за відсутності добавок k_еф.= 1,9 л/моль×хв, період індукції – 20 хв, ступінь перетворення a₉₀=0,54).

Характер залежностей k_еф. від концентрації досліджених аміносполук також виявився неоднозначним: проходження через максимум та мінімум, а також нисхідний.

Очевидним виявився факт, що аміносполуки заслуговують уваги для подальших досліджень із подовженням ряду досліджуваних сполук різної природи з метою рекомендації їх як потенційної складової інгібіторної композиції.

Література

1. Сиренко Л.А., Козицкая В.Н. Биологически активные вещества водорослей и качество воды. - К.: Наукова думка. – 1988. – 256с.

ВІДОМОСТІ ПРО АВТОРІВ

Михайловська Тетяна Миколаївна - Чернівецький національний університет, тел.(0372)58-48-42 к.х.н., доцент, вул. Коцюбинського, 2, хімічний факультет, Чернівецький національний університет, м.Чернівці, 58012

e-mail: liavinets @ chnu.cv.ua