Методическое пособие 753

низком и достаточно бесконтрольном процессе конденсации и высоких расходах при эксплуатации установок.

Компримирование имеет достаточно много параллелей с конденсацией, однако он более сложен в плане оборудования, так как в схеме улавливания паров присутствует компримирующий агрегат. Недостатки у этих методов так же общие.

Методы прямого сжигания – термические – применяют при легковоспламеняющихся и дурнопахнущих выбросах. Чаще всего для этого используют факельные горелки. Это один из самых простых методов очистки, но и он имеет ряд недостатков:

-Расход топлива при сжигании;

-Необходимость повторной очистки газов;

-Необходимо учесть, что сложный химический состав выбросов и высокая токсичность предопределяют использование комбинаций различных методов очистки.

Самым надежный и самый очевидный метод защиты окружающей среды считается переход к безотходному производству. Это путь создания оптимальных производственных систем с замкнутыми потоками. На таких предприятиях не должно быть сточных вод, выбросов в атмосферу, потребление воды из природных источников до минимума, в идеале до нуля.

Данное понятие имеет достаточно идеализированный характер, потому что в реальных условиях невозможно полностью избавиться от отходов и ликвидировать влияние производства на окружающую среду. Однако на данный момент времени возможность создания малоотходных производств вполне реальна.

Экологами определен ряд направлений охраны биосферы, которые ведут к созданию безотходных технологий:

1. Разработка и внедрение принципиально новых технологических процессов и систем, работающих по замкнутому циклу, позволяющих исключить образование основного количества отходов;

2. Создание бессточных технологических систем и водооборотных циклов на базе наиболее эффективных методов очистки сточных вод;

3. Переработка отходов производства и потребления в качестве вторичного сырья; 4. Создание территориально-промышленных комплексов с замкнутой структурой ма-

териальных потоков сырья и отходов внутри комплекса.

Литература

1.Основы химической технологии: Учебник для студентов хим.-технол.спец. вузов / И.П. Мухленов, А.Е. Горштейн, Е.С. Тумаркина; Под ред. И.П. Мухленова. – 4-е изд., перераб. и доп. - М.: Высш. школа, 1991. – 463 с.: ил.

2.Глинка Н.Л. Общая химия. Изд. 17-е, испр. - Л.: «Химия», 1975. – 728 с.: ил.

3.Кузнецов В.В., Усть-Качкинцов В.Ф. Физическая и коллоидная химия. Учеб.пособие для вузов. - М.: Высш. школа, 1976. – 277 с.: ил.

4.Хромов С.П., Петросянц М.А. Метеорология и климатология: Учебник, 4-е изд.: перераб. и доп. - М.: Изд-во МГУ, 1994. – 520 с.: ил.

5.Очистка промышленных выбросов и утилизация отходов. Сборник научных трудов.

Л., 1985. - 150 с.

ФГБОУ ВО «Елецкий государственный университет имени И.А. Бунина»

E.A. Soloveva, D.I. Iosifova

PURIFICATION OF GAS EMISSIONS IN ENTERPRISES

121

This article describes the different gas emissions purification technology in certain areas of enterprise discloses the question of modern environmental trends in the field of ecological safety of the biosphere

Key words: environment, industrial waste, harmful impurities, and industrial emissions

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «Yelets state University name I.A. Bunin»

УДК 504.3/5

И.А. Попенкова, М.Г. Воробьева

ОЦЕНКА СОСТОЯНИЯ ПОЧВ НА ТЕРРИТОРИИ ОБЪЕКТА ПО РЕКОНСТРУКЦИИ СИСТЕМЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ п. КОПЕНКИНА РОССОШАНСКОГО РАЙОНА

В данной статье рассматривается вопрос загрязнения почв тяжелыми металлами на территории объекта по реконструкции водоснабжения п. Копенкина Россошанского района. По данным полученным в результате количественного химического анализа почв, в пробах, отобранных в зоне пространственного техногенного влияния объекта, дается оценка состояния почв, и выявляются превышения ПДК и ОДК

Ключевые слова: инженерно-экологические изыскания, почва, реконструкция, тяжелые металлы, ПДК, рекогносцировочное обследование

Инженерно-экологические изыскания – это комплексное исследование компонентов окружающей природной среды в районе расположения проектируемого объекта. Данные работы являются обязательными и выполняются согласно СНиП 11-02-96 с целью экологического обоснования строительства, а также для предотвращения неблагоприятных экологических, социальных, экономических и других последствий строительства.

В процессе проведенных работ инженерно-экологические исследования территории заключались в комплексном исследовании компонентов окружающей природной среды в районе расположения проектируемого объекта по реконструкции водопровода в с.Копенкина Россошанского района.

Инженерно-экологические исследования проводилась с целью экологической оценки состояния компонентов окружающей среды перед началом реконструкции водопровода для предупреждения возможных негативных последствий в период его последующей эксплуатации.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

-исследование природных условий территории, на которой будет осуществляться реконструкция водопровода;

-оценка ландшафтных, геоморфологических, инженерно-геологических, гидрогеологических условий, определяющих особенности выполнения работ по реконструкции;

-выявление состояния компонентов природной среды до начала реконструкции для контроля возможного техногенного воздействия по окончанию работ.

-оценка загрязнения почво-грунтов ТМ.

Объект исследования расположен в Воронежской области Россошанском районе село Копенкина. Воронежская область расположена в центральной части Русской равнины; ее площадь составляет 52400 км2. Западную ее часть занимает Средне-Русская возвышенность. Большую центральную и восточную части области занимает Окско-Донская равнина с преобладающими абсолютными высотами. На юго-востоке располагается небольшая Калачская возвышенность.

Россошанский район расположен на юго-западе Воронежской области, на правом берегу Дона. Административный центр – город Россошь. Россошанский район - один из самых крупных районов Воронежской области. Граничит с Кантемировским, Богучарским, Верхнемамонским, Павловским, Подгоренским и Ольховатским районами своей области, а так же с Ровенским районом Белгородской области и с Белолуцким районом Луганской об-

122

ласти. Включает 18 муниципальных образований.

Инженерно-экологические исследования проводились на земельном участке площадью 8 км2 предназначенного для строительства. Данные работы выполняются согласно СНиП 11-02-96 для предотвращения неблагоприятных экологических, социальных, экономических и других последствий строительства.

Воронежская область расположена в зоне умеренно-континентального климата. Климатические условия заметно изменяются в направлении с северо-запада на юго-восток. Самый холоднй месяц январь и самый жаркий июль.

Вгеологическом строении принимают участие два крупных структурных этажа: кристаллический фундамент архейско-протерозойского возраста и, залегающий с резким угловым несогласием осдочный чехол, сложенный породами девонской, каменноугольной, юрской, меловой, палеогеновой, неогеновой и четвертичной систем.

Вгидрогеологическом строении территории г. Воронежа выделяется: Неогенчетвертичный водоносныйкомплекс, Девонский водоносный комплекс, Докембрийский водоносный горизонт [1].

Основная техногенная нагрузка приходится на зону активного водообмена, к которой относятся подземные воды верхней части разреза (до глубины 100-150 м), имеющие повсеместное развитие. К ней приурочены воды четвертичных, неогеновых и верхних интервалов девонских образований. Четвертичный и неогеновый (плиоценовый) водоносный комплексы являются основными источниками централизованного водоснабжения г. Воронежа.

Территория Воронежской области относится к Среднерусской геоморфологической провинции, образованной чередованием возвышенностей и низменностей. В ее составе выделен ряд геоморфологических областей, из которых на территории области располагаются Среднерусская эрозионно-денудационная возвышенность и Окско-Донская эрозионноаккумулятивная низменность [2, 3].

Исходя из доминирующей роли того или иного фактора (вертикальные неотектонические движения, состав пород, подвергающихся разрушению, климатические условия, техногенное воздействие), выделяются следующие генетические типы рельефа: аккумулятивный, денудационный, структурно-денудационный.

Вгеологическом строении области принимают участие два структурных этажа: докембрийский, включающий сложно дислоцированные, метаморфизованные и прорванные интрузиями породы кристаллического фундамента, и палеозойско-кайнозойский, состоящий из пологозалегающих пород осадочного чехла, подразделяющийся в свою очередь на подэтажи - палеозойский и мезо-кайнозойский.

Почва в Воронежской области более чем на 85 % представлена черноземами — плодороднейшими почвами в мире, 4,6 % - высокоплодородные пойменные луговые почвы; и только десятая часть сельхозугодий покрыта низкопродуктивными почвами овражнобалочного комплекса, песчаными, заболоченными, солонцами и солодями. Земельный фонд области составляет 5,22 миллионов гектаров, из них 88,8 % занимают земли сельскохозяйственного назначения [2].

Исследования проводились по объектам реконструкции системы водоснабжения п. Копенкина Россошанского муниципального района Воронежской области.

Поверхность участка пологоволнистая, с техногенными изменениями, спланированная в результате застройки и сельскохозяйственной деятельности. Уклон рельефа приурочен

коврагу, расположенному на юго-востоке населенного пункта. Тип рельефа – эрозионноаккумулятивный. Водопроявления на участке не встречены. Каких-либо активных геодинамических процессов не прослеживается.

Предполевые работы осуществлялись с целью обеспечения необходимой базы для проведения инженерно-экологических исследований на подготовительном этапе были выполнены сбор, обработка и анализ материалов по району размещения участка изысканий, отведенного под строительство:

123

- подготовительные картографические работы: трансформация ситуационного и топографического плана участка изысканий;

- справочно-информационные данные и статистическая отчетность, нормативнометодическая литература.

Полевые работы, в рамках инженерно-экологических исследований района размещения объекта, включали в себя рекогносцировочное маршрутное обследование почвенного покрова, растительности и животного мира, ландшафтов, поверхностных водных объектов, изучение опасных экзогенных процессов и явлений, антропогенной нарушенности территории.

Опробование компонентов природной среды включает в себя отбор проб почв. Необходимые объемы проб, требования к качеству оборудования и емкостей для отбора и хранения проб, использованию консервантов, условия транспортировки и хранения устанавливались по согласованию с аналитическими лабораториями, в соответствии с требованиями и допусками используемых методик анализов и нормативных актов.

Опробование почв осуществлялось линейно, относительно изучаемого водопровода. На контрольных площадках размером не менее 5 х 5 м в интервале глубин не менее 0-20 см и не более 0-30 см пробы отбирались методом конверта: отбирались 5 точечных проб, объединяемых после отбора в 1 комплексную. Всего отобрано 8 комплексных проб почв.

Аналитические работы включали в себя определение содержания в 3 пробах почв - тяжелых металлов и мышьяка; в 5 почвенных пробах - микробиологических и празитологических показателей. Определение контролируемых параметров производилась в аккредитованной испытательной лаборатории ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Воронежской области в Россошанском районе».

Камеральные работы. Собственно камеральные работы, т.е. обработка и анализ результатов подготовительных, полевых аналитических исследований, подразделяется на несколько видов работ, выполняемых параллельно (практически одновременно).

Обработка и анализ справочно-информационных материалов фактически были начаты уже на подготовительном этапе и при планировании полевых работ.

Обработка результатов комплексного рекогносцировочного маршрутного обследования территории и обследования почвенного покрова включает анализ и систематизацию данных, содержащихся в Протоколах, дневниковых записях и других материалах полевых работ. В целях защиты водопровода и населения от воздействия электромагнитного поля, создаваемого воздушными линиями электропередач, устанавливаются санитарные разрывы – 10 м от проекции крайних проводов.

На основании полученных аналитических материалов по содержанию в почве ТМ были рассчитаны коэффициенты концентрации (Кк) по следующей формуле: Кк=Сi/ПДКi. Так же были рассчитаны суммарные показатели загрязнения: СПЗ (Zc) =∑Кк-(n-1). Результаты представлены в таблице.

По данным, полученным в результате количественного химического анализа почв, отобранных в зоне пространственного техногенного влияния объекта с глубины 0,2 м, превышений ПДК, ОДК и других нормативных показателей для глинистых почв с pH< 5,5, распространенных в районе проведения работ, во всех пробах выявлены превышения ПДК по содержанию никеля на уровне высоко опасного загрязнения, по содержанию мышьяка на уровне опасного загрязнения (рисунок).

124

Результаты анализа проб почв

	Валовая	Значение	Кк	Значение	Кк	Значение	Кк
	форма		проба		проба		проба	ПДК/ОДК
		в пробе 1		в пробе 2		в пробе 3
	элемента		1		2		3
	свинец	10	0,3	20,3	0,6	18	0,6	32
	кадмий	0,12	0,24	0,22	0,4	0,2	0,4	0.5
	никель	20,8	5,2	37,7	9,45	35,2	8,8	4
	медь	0,7	0,2	11,9	0,88	0,5	0,2	3
	цинк	22,6	0,9	36,6	1,5	46	2	23
	ртуть	0,011	0,05	0,013	0,06	0,013	0,006	2.1
	мышьяк	4,8	2,4	6,4	3,2	6,3	3,15	2
	Zc		6,6		12,45		10,1

Почвенная карта участка изысканий

Анализ полученных результатов по суммарному показателю загрязнения показывает, что уровень (Zc) колеблется от 6,6 до 12,45 (рисунок). В соответствии с оценочной шкалой состояние загрязнения почв соответствует высоко и чрезвычайно опасным показателям, за счет превышений по Ni и As [4].

В результате исследований было выявлено превышение ПДК по содержанию никеля и мышьяка. В свою очередь уровень загрязнение почвы нефтепродуктами оценивается как допустимый (<1000 мг/кг) [5], а показатели микробиологическихе и паразитологических характеристик почв соответствуют нормам СанПиН 2.1.7.1287-03.

Литература

1.Гольдберг В.М. Взаимосвязь загрязнения подземных вод и природной среды / В.М. Гольдберг. – Л. : Гидрометиоиздат, 1987. – 244 с

2.Косинова И.И. Методы эколого-геохимических, эколого-геофизических исследова-

125

ний и рационального недропользования: учеб. пособие / И.И. Косинова, В.А. Богословский, В.А. Бударина. – Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 2004. – 281 с.

3.Раскатов Г.И. Геоморфология и неотектоника территории Воронежской антеклизы / Г.И. Раскатов. – Воронеж : Изд-во Воронеж. ун-та, 1969. – 165 с.

4.СНиП 11-02-96 «Инженерные изыскания для строительства»

5.СП-11-102-97 «Инженерно-экологические изыскания для строительства»

ФГБОУ ВО «Воронежский государственный университет»

I.A. Popenkova , M.G. Vorobova

ASSESSMENT of SOIL CONDITION ON SITE ON RECONSTRUCTION OF WATER SUPPLY SYSTEM P. KOPENKINA ROSSOSHANSKIY DISTRICT

This article addresses the issue of soil contamination with heavy metals at the site for the reconstruction of water supply p. Kopenkina Rossoshanskiy district. According to the resulting quantitative chemical analysis of the soil, in samples taken in the zone of technogenic impact of the spatial object provides an assessment of soil condition and identify the maximum permissible concentration of UEC and other regulatory indicators

Key words: Engineering and environmental surveys, soil reconstruction, heavy metals, MPC, reconnaissance survey

Federal State Budgetary Educational Institution of Higher Education «The Voronezh state University»

УДК 628.3

О.Н. Кузнецова

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ОТХОДА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРОМЫШЛЕННЫХ СТОЧНЫХ ВОД

Описана технология очистки промышленных стоков при помощи модифицированной формы продукта переработки хлопка. Описана технология получения модифицированного продукта переработки хлопка при использовании достаточно дешевых реагентов. Исследованы и сравнены химические и физические свойства образцов переработки хлопка и образцов исходного сырья. Определена эффективность очистки промышленных стоков при помощи модифицированных форм переработки хлопка

Ключевые слова: отходы, очистка стоков, модифицированная форма, хлопок

Методы удаления загрязнений из промышленных сточных вод должны быть и просты и эффективны. Одним из путей достижения этого является использование естественных материалов, которые дешевы и доступны. Найдено, что особенно эффективны для очистки вод химически модифицированные формы продукта переработки хлопка (ППХ). Модифицирование ППХ достигается относительно просто при использовании достаточно дешевых реагентов. Хлопок – природный продукт в его состав входит органический материал с сохранением клеточной структуры.

В данной работе были исследованы и сравнены образцы переработки хлопка и образец исходного сырья. Все три образца ППХ были одинаковы по внешнему виду, и структура их была разрушена приблизительно до однородного состояния. Эти образцы хранили в запломбированных контейнерах: они имели равное содержание влаги, 87 %. Сырец – хлопок был более неоднородный, содержание воды в нем составило 67 %.

Образцы сушили и затем перемалывали. Далее образцы подвергли выщелачиванию. ППХ высушенный, помолотый и просеянный в кислом растворе не выщелачивается. Сырец – хлопок вначале интенсивно выщелачивался, затем выщелачивание постепенно уменьшалось, особенно после длительного промывания. Частицы всех образцов хлопка особенно сильно разбухали при замачивании в растворе с высоким рН.

Хлопок является естественным катионообменником, его обменные емкости для на-

126

трия и меди показаны соответственно в табл. 1 и 2. Оказалось, что образцы содержат одинаковое количество ионогенных групп. Более высокая обменная емкость по двухвалентным катионам указывает на присутствие различных типов ионогенных групп. Обнаружено также, что обменная емкость хлопка возрастает с увеличением степени его разложения [1].

Таблица 1

Обменные емкости необработанного и обработанного серной кислотой хлопка по Na+ (м-экв/г)

Хлопок		Необработанный	Сухой хлопок (0,5-1 мм)			Влажный хлопок
		хлопок	100 С	150С	200С	150С	200С
Пух	под-	0,35	0,91	0,77	1,22	1,18	1,37
вальный		0,39	0,95	0,75	1,41	1,18	1,40
		0,42		0,78		1,22
Подведь		0,32	0,82	0,75	1,23	0,41	0,87
грязная		0,34	0,87	0,81	1,20	0,45	0,98
Пух орешек		0,22	0,45	0,87	1,16	0,49	0,58
		0,22	0,91	0,91	1,22	0,54	0,71
Сырец		0,39	0,99	0,63	0,90	0,40	0,76
		0,41	0,98	0,71	0,96	0,41	0,81
				0,79
				0,87

ППК как катионит.

Для того чтобы использовать ионный обмен в целях очистки в промышленном масштабе, необходимы недорогие природные материалы в качестве ионообменников. Были проанализированы обменные свойства модифицированных и немодифицированных продуктов и отходов сельского хозяйства, угля, обработанного кислотой и полученного промышленным путем и хлопка. Установлено, что сырец – хлопок уже обладает катионообменными свойствами. Влажный хлопок, однако, слабопроницаем для движущегося потока вод, поэтому в этих целях его следует использовать только после высушивания.

Внастоящей работе исследуется влияние серной, фосфорной, хромовой, муравьиной

иазотной кислот на обменные свойства хлопка. Проведенные исследования, направлены на улучшение обменных, свойств и физико-химических характеристик хлопка с целью дальнейшего его использовать в проточных системах. При выборе оптимальных параметров, безусловно, не следует забывать и о себестоимости продукции.

Кроме таких свойств, как набухание и проницаемость, рассматриваемых в связи с ионным обменом, авторы исследовали выщелачивание хлопка. Известно, что из модифицированных хлопков вымываются и растворимые продукты разложения, образовавшиеся при обработке кислот. Поэтому, если не принять соответствующих мер, возможно, вторичное загрязнение воды при очистке органическими веществами.

127

Таблица 2 Обменная емкость ППХ, обработанных серной кислотой, по Cu2+ (мэкв/г)

	Необрабо-		Сухой ППХ (0,5-1 мм)						Влажный ППХ
	танны	хло-
Хлопок	пок
			100 С		150С		200С		150С		200С
	титр	поляр.	титр	поляр.	титр	поляр.	титр	поляр.	титр	поляр.	титр	поляр.
-	0,57	0,55	1,68	1,63	1,28	1,30	2,02	2,02	2,40	2,40	2,48	2,51
под	–	–	1,75	1,75	1,24	1,27	1,66	1,65	2,30	2,41	2,77	2,83
	–	0,79			1,26	1,30			2,38	2,31
Пух
									2,82	2,75
									2,60	2,60
Подведь	0,48	0,46	1,44	1,33	1,30	1,31	1,94	1,81	0,98	1,01	1,76	1,68
	0,54	0,51			1,43	1,44	1,81	1,71	0,93	0,93	1,98	1,97
орешек	0,43	0,38	0,87	0,81	1,40	1,41	1,92	1,77	0,97	0,97	1,15	1,13
	0,45	0,40			1,47	1,47	2,06	2,02	1,04	1,03	1,40	1,39
	0,36	0,33
	0,36	0,32
Пух
Сырец	0,80	0,80	1,40	1,27	1,11	1,12	1,81	1,81	0,95	1,00	1,77	1,74
	0,81	0,81			1,27	1,25	1,95	1,88	0,93	0,95	1,79	1,75
					1,66	1,53			1,40	1,40

Хлопок, обработанный серной кислотой. Ионообменная емкость.

Образцы хлопка обрабатывали серной кислотой при нагревании в аналитическом стакане. Использовали фракцию высушенного хлопка с частицами диаметром от 1,0 до 0,5 мм. Исследования ионообменной емкости модифицированного хлопка проводили после промывания, высушивания и повторного просеивания. Ионный раствор пропускали через катионит в Н+- форме. Обменную емкость катионита определяли титрованием, выделенных протонов или, напротив, элюировали сорбированные ионы и определяли титрованием. Размер частиц 0,5-1,0 мм – минимальный, который возможно использовать в промышленном масштабе.

Данные о емкостях сухого и влажного хлопка по натрию приведены в табл. 1. Используемые условия обработки обусловлены тем, что большие количества и большая продолжительность реакции приводят лишь небольшому возрастанию обменных емкостей, но могут привести, что весьма вероятно, к выщелачиванию. Высушенный хлопок является отчасти более стойким, и обменные емкости его выше, чем влажного хлопка за исключением образца.

Были определены также обменные емкости хлопка по BaII, CuII, PbII. Они возрастают в следующем ряду: NaI BaII CuII PbII.

Обменные емкости по свинцу приблизительно вдвое выше емкостей по натрию.

В табл. 2 представлены обменные емкости по меди. Количество протонов, вытесненных из колонки, и количество сорбированной меди (в м-экв) сопоставимы, что подтверждает

128

факт того, что модифицированый хлопок содержит ионообменные группы разной природы. При определении обменных емкостей хлопка по Pb2+ для промывания колонок вместо

серной кислоты использовали азотную. В результате окислительных свойств азотная кислота вызывала выщелачивание и набухание хлопка. При последующем определении емкости по Na+ обнаружили, что она возрастает. Это может быть обусловлено выщелачиванием и окислением хлопка. Процессы окисления сводятся к минимуму при промывании колонки водой непосредственно после промывания ее кислотой.

Эффективность очистки сточных вод.

Для определения эффективности ППХ для очистки сточных вод, пропускали 100 мл раствора, содержащего 0,1н раствора CuII, через колонку с ППХ в Н+- форме со скоростью 2 мл/мин. Эффективность удаления меди вычисляли в процентах элюированной меди к общему ее количеству, подаваемому на колонку. Эффективность удаления меди во всех образцах, представленных в табл. 1, составляет по крайней мере 95 %. Аналогичным образом через колонки пропускали большой объем раствора (1л) и опять наблюдали высокую эффективность удаления ( 90 %). Образцы ППХ, использованные для этих опытов, имели массу от 0,2 до 0,8 г и высоту от 2 до 8 см в колонке с внутренним диаметром 6 мм.

Для выяснения влияния скорости течения на эффективность удаления меняли скорость прохождения раствора Cu2+ (1,33 мг) через колонку. При этом масса образцов ППХ составляла от 0,22 до 0,36 г при высоте в колонке от 3,6 до 4,7 см. Как видим, высока эффективность удаления обеспечивают даже низкие значения ППХ.

Физические характеристики модифицированных ППХ.

При использовании хлопка необходимо знать условия его выщелачивания в модифицированном состоянии. Найдено, что в дистиллированной воде (рН=5 6) выщелачиваются только образцы хлопка, предварительно высушенного и затем обработанного большим количеством кислоты. В щелочной среде (исследовали действие четырех буферов с рН=7, 8, 9 и 10 при скорости течения 2 мл/мин) при рН8 выщелачивались все образцы, указанные в табл. 1.

Элюаты после прохождения через колонку указанных четырех буферов собирали и объединяли, чтобы определить, какое количество вещества было выщелочено, измеряли светопоглощение для каждого элюата при =260 нм (табл. 3). Как видно, нейтральные условия и использование сухого хлопка соответствуют наименьшему выщелачиванию. ППХ характеризуется тем, что их способность к выщелачиванию значительно уменьшается при обработке серной кислотой.

Таблица 3 Выщелачивание и набухание образцов хлопка, обработанных серной кислотой

Хлопок	Хлопок,	не	Сухой хлопок			Влажный хлопок
	обработанный		100С	150С	200С	150С		200С
	кислотой
Пух под-	0,24 (22)		0,11 (6)	0,22 (4)	0,50 (47)	0,81	(10)	1,06**(62)
вальный	0,27 (6)				0,43 (30)	0,54	(9)	1,81**(62)
						0,29	(8)
						0,75	(17)
						0,54	(10)
Подведь	0,48(2)		0,11(7)	0,23(5)	0,19(18)	0,19(5)		0,48 (6)
грязная					2,0(26)			1,35**(15)
Пух орешек	0,76(5)		0,29(13)	0,009(12)	1,32(32)	1,08(6)		0,22(5)
	1,77(7)			1,26(39)
Сырец	2,0(53)		0,07(10)	0,32(6)	0,54(33)	0,27(6)		0,63(9)

129

При рН=10 наступает разрушение хлопка, которое вызывает уменьшение скорости течения через колонку. В некоторых случаях фильтрация через колонки полностью прекращалась. Промывание колонки 3н. НCI приводило к удалению большей части выщелачивающегося материала, и уже в дистиллированной воде продуктов выщелачивания не наблюдалось.

Увеличение рН приводит и к разбуханию хлопка (табл. 3). После промывания колонок 3н. HCl выщелачивания прекращается, но первоначальная высота образца не восстанавливается. Наблюдаемое значительное увеличение обменной емкости по натрию обусловлено выщелачиванием. Высушивание образцов при 70 С возвращает им первоначальные размеры и значение обменной емкости.

Химические изменения хлопка при обработке.

Для выяснения изменений в хлопке, происходящих при обработке его серной кислотой, изучали ИК – спектр модифицированного хлопка. Пики, соответствующие карбонильным группам, 1730 см-1 и 1620 см-1, резко возрастали, а пики, соответствующие простым связям С-Н, исчезали. Это наводит на мысль, что происходит окисление хлопка. Пики при 1220 см-1 обусловлены образованием связи сера-кислород. Таким образом, спектральные данные свидетельствуют о том, что происходит и окисление, и сульфирование. Этот вывод подтверждается элементным анализом образцов.

ППХ, обработанный фосфорной кислотой.

Обработка образца ППХ фосфорной кислотой увеличивает обменную емкость по натрию на 50 %. Интересно, что наименьшее выщелачивание и набухание наблюдается при рН=12. Аналогичная обработка других образцов увеличивает и, даже в некоторых случаях, уменьшает обменную емкость. После обработки фосфорной кислотой также наблюдается уменьшение способности выщелачиваться и набухать, но не такое, как после обработки серной кислотой. Чтобы объяснить результаты, полученные для образца (1), данных спектрального и элементного анализов, к сожалению, оказалось недостаточно.

Пытаясь улучшить физические характеристики ППХ, обработанного серной кислотой, образцы его промывали, высушивали и затем обрабатывали фосфорной кислотой. Дополнительная обработка увеличивала, обменную емкость хлопка, уже обработанного серной кислотой, на 50 %. Обработка фосфорной кислотой, который был высушен до взаимодействия с серной кислотой, была неэффективной.

Способность модифицированного хлопка к выщелачиванию и набуханию после действия фосфорной кислоты практически не изменяется.

Хлопок, обработанный другими кислотами. Была исследована возможность исполь-

зования для обработки ППХ вместо серной кислоты хромовой кислоты. При обработке влажного ППХ этой кислотой значительного отличия обменной емкости от емкости необработанных образцов не наблюдалось. При обработке хромовой кислотой сухого хлопка обменная емкость оказалась немного меньше, чем при использовании серной кислоты. Таким образом, каталитического эффекта от использования хромовой кислоты вместо серной, не наблюдается ни у влажного, ни у сухого хлопка.

Высушенные образцы различных ППХ кипятили с обратным холодильником также с муравьиной кислотой. На ней остановились по той причине, что ее ранее применяли для превращения спиртовых групп в карбоксильные. Однако обработка муравьиной кислотой не оказала никакого действия на обменную емкость ППХ. Таким образом, ожидаемого образования карбоксильных групп, которое надеялись обнаружить по увеличению обменной емкости по меди, не наблюдалось.

Образцы сухого хлопка (1,20 г) обрабатывали также 4 мл 2н. раствора азотной кислоты. После ее добавления смесь начинала дымить, что продолжалось до остывания. Нагревание реагирующей смеси до 150 С приводит к полному разрушению гранул ППХ. Последнее наблюдалось и при комнатной температуре при обработке в течение 2 ч. Кроме того, обработка 2н. HNO3 приводит к выщелачиванию обработанного серной кислотой хлопка. Таким

130