Химия и химические технологии

Фундаментальные проблемы создания

новых материалов и технологий

Волощук Ю.В., Михайловская Т.Н.

Черновицкий национальный университет имени Юрия Федьковича

Поиск веществ с альгицидными свойствами

Работа теплообменного оборудования охлаждаемого оборотной водой значительно осложняется из-за образования карбонатных отложений. В результате испарения воды концентрация ионов, находящихся в воде, постепенно увеличивается, и со временем достигается состояние перенасыщения. Дальнейшее увеличение концентрации этих ионов вызывает выделение с раствора мелких кристаллов, собственно центров кристаллизации образования карбонатных отложений.

Более того, в охладительных бассейнах градирень в весенне-летний период розвиваються сине-зеленые водоросли. Частички водорослей во время кристаллизации карбонатов захватываются ими и способствуют «прикипанию» образованных частиц к металлическим поверхностям. Это аномальное явление нарушает распределение оборотной воды, ухудшает ее охлаждение, а также в результате закупорки узлов охладительной оборотной системы происходит падение давления в сети. Кроме того, во время контакта с металлическими поверхностями теплообменного оборудования водоросли ускоряют питтинговую коррозию в результате деполяризующего действия кислорода, выделяющегося в процессах метаболизма.

Исходя из сказаного выше, проблеме биообрастания, как и карбонатному солеосаждению, уделяется большое внимание [1-5].

В нашей работе проведено исследование влияния некоторых водорастворимых сульфатсодержащих веществ (ССВ) разной природы, а именно: Na₂SO₄, (NH₄)₂SO₄ и C₁₀H₂₁SO₄Na в качестве добавок при разных концентрациях на развитие тест-культуры сине-зеленых водорослей Ряска болотная.

Установлено, что независимо от природы исследуемые вещества практически одинаково влияют на жизнеспособность тест-культуры, причем оно аналогично влиянию эффективного гербицида широкого спектра действия промышленного производства Раундапа [6].

Альгицидное действие увеличивается с увеличением концентрации сульфатсодержащих соединений в диапазоне концентрацій 2∙10^-3÷9∙10^-3 моль/л.

Присутствие ионов кальция в среде произрастания культур практически не влияет на их жизнеспособность.

Необходимо было выяснить влияние состоявшихся ССВ- альгицидов на процесс образования карбонатных отложений. С этой целью проведены исследования в модельной системе их образования – разложение кальций гидрокарбоната в присутствии исследуемых соединений.

Присутствие сульфатсодержащих соединений в среде кальций гидрокарбоната не влияет на кинетические закономерности образования кальций карбоната в процессе разложения кальций гидрокарбоната – как и в их отсутствие он описывается кинетическим уравнением второго порядка. Их влияние сказывается на значениях эффективной константы скорости и степени превращения кальций гидрокарбоната в карбонат. Согласно полученных экспериментальных результатов значение эффективной константы скорости уменьшается почти в 10 раз, а степень превращения в некоторых случаях более, чем в 20 раз в пределах изменения концентрации исследуемых добавок 0,1·10^-3÷5·10^-3 моль/л. При концентрации ССВ 0,1 моль/л разложение кальций гидрокарбоната практически не происходит при температуре 50 ^оС в течение длительного времени – более двух часов.

Таким образом, установлено, что исследуемые вещества кроме альгицидных свойств обладают некоторым ингибирующим действием в процессе образования карбонатов.

Более того, C₁₀H₂₁SO₄Na будучи поверхностно-активным веществом, способствует эффективной очистке металлической поверхности от ранее образованных солевых и коррозионных отложений. По-видимому, при этом действие ПАВ состоит в их способности удерживать в объеме частицы смытые с металлической поверхности, препятствуя их обратному осаждению на отмытой поверхности. Очевидно, во время растворения в воде ПАВ поверхностное натяжение раствора уменьшается и раствор, смачивая загрязнения, проникает в его трещины и поры. При этом уменьшается сцепление частиц между собой и с поверхностью. В результате происходит их стабилизация во звешенном состоянии в растворе.

Качество очистки поверхности зависит от природы солевых отложений, концентрации ПАВ, температуры, времени воздействия и пр..

1. Ильичев В. Д. Биоповреждения / Ильичев В. Д. – М.: Высш. школа, 1991. – 352 с.

2. Биоповреждения в промышленности. К выбору биоцидов для оборотных вод предприятий СК / [Землянухин А.А., Райхинштейн М.В., Савенко Л.Г., Сварихов В.П.] – Горький. – Межвуз. сб. – 1983. – С. 89.

3. Долгова Г.И. Биологические обрастания в системах питьевого и технического водоснабжения и меры борьбы с ними / Долгова Г.И.– М.: Наука, 1969. − С. 110 .

4. Карюхина Т. А. Химия воды и микробиология / Карюхина Т. А., Чурбанова И. Н. − М.: Стройиздат, 1995.

5. Ильичёв В.Д. Экологические основы защиты от биоповреждений / Ильичёв В.Д., Бочаров Б.В., Горленко М.В. – М.: Наука. – 1985. – С. 264.

6. Пат. 2192131 Российская Федерация, А01N57/20, A01N25/30 / Гербицидная композиция / Усков А.М.; Нестерова Л.М.; Кочанова И.А.; заявитель и патентообладатель Закрытое акционерное общество Фирма "Август". – №2001121072/04; заявл. 27.07.01; опубл. 10.11.2002 (и).

АВТОРЫ:

Волощук Юлиана Вилиусовна - Черновицкий национальный университет, тел.(0372)58-48-42 научн.сотр.; ул. Коцюбинского, 2, химический факультет, Черновицкий национальный университет, г.Черновцы, 58012

Михайловская Татьяна Николаевна - Черновицкий национальный университет, тел.(0372)58-48-42 к.х.н., доцент, ул. Коцюбинського, 2, химический факультет, Черновицкий национальный университет,

Почтовый адрес: ул. Б.Хмельницкого, 34, кв.17, г. Черновцы, 58000