Қазақстан Республикасының білім жəне ғылым министрлігі
жүктеу/скачать 31,15 Mb. Pdf көрінісі
|
- Бұл бет үшін навигация:
- ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
- Результаты и обсуждения
- Благодарности
- Список литературы
- Қасымова Ж.С., Мұсабаева Б.Х., Қасенова Н.Б. , Баяхметова Б.Б. , Оразжанова Л.К.
- Урбоэкожүйелерде топырақ-өсімдік жамылғысына цемент өндірісінің әсері
- Түйін сөздер
- Influence of cement production on land cover of urboecosystems
В связи с вышеизложенными целью данной работы является исследование термодинамических свойств флавоноида 3-изопропилиденгидразона, который получен в лаборатории химии фенольных соединений АО
«Международный научно-
производственный холдинг «Фитохимия» (г. Караганда) на уровне фармакопейной чистоты. Следует отметить, что изучение термодинамических свойств флавоноидов является продолжением наших систематических исследований по термохимии и термодинамике биологически активных веществ (терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов, стероидов), часть которых обобщены в монографиях [3, 4]. Исследуемый флавоноид 3-изопропилиденгидразон С 19 Н 20 N 2 O 3 имеет следующую структурную формулу (мол. масса – 324,3822):
O N
H 3 CO N
Рисунок – Структурная формула 3-изопропилиденгидразон С 19 Н 20 N 2 O 3
Стандартную энтальпию сгорания С 19 Н 20 N 2 O 3 рассчитывали по уравнению Караша [5]:
Н 0 сгор. (298,15)=-26,050(4С+Н-р)+ k i I , ккал/моль,
(1) где – 26,050 ккал/моль – теплота разрыва связей С-С, С-Н и последующего образования СО 2
2 О; С – число атомов углерода в соединении; Н – число атомов водорода в соединении; р – число частично смещенных электронов в молекуле соединения; k i – число одинаковых заместителей; i – соответствующая данному заместителю тепловая поправка. Применение уравнения (1) основано на следующих допущениях: 1)
соединения к атомам кислорода; 2)
от атома каждого углерода переходят четыре электрона, от каждого атома водорода один электрон; 3)
изменяется электронная структура молекулы и теплота сгорания соединения увеличивается или уменьшается на величину структурной поправки i
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
603
перемещенных к кислороду электронов уменьшается на величину р, равную числу электронов, прочно связанных с атомами, замещающими в соединении атомы водорода. Следует отметить, что необходимые для расчета значения тепловых поправок заимствованы из [5].
Таким образом, рассчитанная величина Н
сгор. С
19 Н 20 N 2 O 3 равна -10279 10
кДж/моль. Используя Н
сгор. исходя из реакции:
С
Н 20 N 2 O 3 (ж.) + 22,5O 2(г.)
= 19CO 2(г.)
+ 10H 2 O (ж.) + N
2(г) – ΔH
0 сгор.
(2) вычислили стандартную энтальпию образования 3-изопропилиденгидразона в жидком состоянии, равная – 308,0 10,1 кДж/моль. Для расчета Δ f H 0 (298,15)С 19 Н 20 N 2 O 3 по уравнению (2) значения Δ f H 0 (298,15) CO 2(г.)
= -393,51 0,05 кДж/моль и Δ f H 0 (298,15) H 2 O (ж.)
=-285,83 0,04 кДж/моль заимствованы из [6, 7]. C использованием уравнения [8]:
ΔH 0 пл.
= 44,4Т пл.
– 4400
(3) вычислили ΔH 0 пл.
С 19 Н 20 N 2 O 3 , равную 16,4 0,8 кДж/моль. Следует отметить, что уравнение (3) применяется для расчета ΔH 0 пл. полярных и слабополярных соединений. Далее по уравнению:
Δ
H 0 (298,15) С 19 Н 20 N 2 O 3 (тв.) = Δ
f H 0 (298,15) С 19 Н 20 N 2 O 3 (ж.)
– ΔH 0 пл. ,
(4) вычислили стандартную энтальпию образования 3-изопропилиденгидразона в твердом состоянии, равная -324,5 10,2 кДж/моль. Заключение
Таким образом, впервые приближенными методами вычислены стандартные энтальпии сгорания, плавления и образования биологически активного вещества флавоноида 3-изопропилиденгидразона.
Работа выполнена в рамках НТП «Новые биологически активные соединения из растений и их синтетические аналоги на 2014-2016 годы» (Ф.0655) согласно договору № 114 от 26 апреля 2016 г. между ГУ «Комитет науки Министерства образования и науки РК» и АО «Международный научно-производственный холдинг «Фитохимия».
1
Абросимов В.К., Агафонов А.В., Чумакова Р.В. Биологически активные вещества в растворах. Структура, термодинамика, реакционная способность. М.: Наука, 2001. - 404 с. 2
Прибыткова Л.Н., Адекенов С.М. Флавоноиды растений рода Artemisia. – Алматы: Ғылым, 1999. – 180 с. 3
термодинамика биологически активных соединений ряда терпеноидов, алкалоидов, флавоноидов и их аналогов. – Караганда: Гласир, 2010. – 208с. ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
604
4 Kassenova Sh., Kassenov B., Adekenov S. Thermochemistry of the series o f biological active compounds. Scientific edition. LАP Lambert Academic Publishing. Saarbrucken. Deutschland (Germany), 2015. ‒ 252 p. 5
Казанская А.С., Скобло В.А. Расчеты химических равновесий. – М.: Высшая школа, 1974. – 288 с. 6
Наука, 1965, вып. 1. – 145 с. 7
Термические константы веществ. Справочник под ред. В.П. Глушко. – М. : Наука, 1970, вып. 4. – 510 с. 8
металлургии. – М.: Металлургия, 1985. – 137 с. References
1 Abrosimov V.К., Agafonov A.B., Chumakova P.B.
Biologically Active substances in solutions. Structure, Thermodynamics, Reactivity. – М.: Nauka. 2001. – 404 p. (In Russian) 2
Almaty: Gylym, 1999. – 180 p. (In Russian) 3
Kasenova Sh.B., Kasenov B.K., Tukhmetova Zh.K., Adekenov S.M. Chemical thermodynamics of the biologically active cjmpounds of the series of terpenoid, alkaloids, flavonoids and their derivatives. – Karaganda: Glasir, 2010. – 208 p. (In Russian) 4
Kassenova Sh., Kassenov B., Adekenov S. Thermochemistry of the series of biological active compounds. Scientific edition. LАP Lambert Academic Publishing. Saarbrucken. Deutschland (Germany), 2015. ‒ 252 p. 5
Kazanskaya A.S., Skoblo V.A. Calculations of Chemical Equilibria. – М.: Vysshaya shkola. 1974. – 288 p. (In Russian) 6
Nauka, 1965. – № 1. – 145 p. (In Russian) 7
Thermal Constants of Substances. Reference Book. Ed. by Glushko V.P. – М.: Nauka, 1970. – № 4. – 510 p. (In Russian) 8
Thermodynamic Calculations in Metallurgy. – М.: Metallurgiya, 1985. – 137 p. (In Russian)
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
605
Касымова Ж.С. * , Мусабаева Б.Х., Касенова Н.Б., Баяхметова Б.Б., Оразжанова Л.К. Государственный университет имени Шакарима города Семей, г. Семей, Казахстан *Е- mail: kasymova-z@mail.ru
Влияние цементного производства на почвенно-растительный покров урбоэкосистем
Аннотация В статье рассматривается влияние Цементного завода Семей Восточно- Казахстанской области на химико-экологическое состояние почвенно-растительного покрова территории, прилегающей к источнику загрязнения. Выявлены закономерности изменения содержания тяжелых металлов (Pb, Cu, Cd) в почве и в листьях древесных растений в зависимости от розы ветров и расстояния до источника загрязнения.
загрязнение, тяжелые металлы, урбоэкосистемы.
Семей қаласының Шәкәрім атындағы мемлекеттік университеті, Семей қ., Қазақстан Урбоэкожүйелерде топырақ-өсімдік жамылғысына цемент өндірісінің әсері
Аннотация Мақалада Шығыс-Қазақстан облысында Семей Цемент зауыты жанында орналасқан топырақ-өсімдік жамылғысының химия-экологиялық жағдайына ластаушы көздің әсері қарастырылады. Жел бағытына және ластаушы көзден арақашықтықта орналасуына тәуелді топырақта және ағаш өсімдіктің жапырағында ауыр металдардың (Pb, Cu, Cd) мөлшерлері өзгеруінің заңдылықтары анықталған.
урбоэкожүйелер. Kassymova Zh.S., Musabayeva B.H., Kassenova N.B., Orazzhanova L.K., Bayakhmetova B.B. Shakarim state university of Semey, Semey, Kazakhstan Influence of cement production on land cover of urboecosystems
Annotation Article considers influence of Semey Cement Plant of East Kazakhstan region on the ecological and chemical state of soil cover of the territory, adjacent to the source of pollution. The regularities of change of content of heavy metals (Pb, Cu, Cd) in the soil and in the leaves of woody plants depending on the rose of wind and distance to the source of contamination was identified.
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
606
urboecosystems.
Цементная промышленность Республики Казахстан, как одна из перспективных подотраслей промышленности строительных материалов, активно выполняет задачи по реализации государственных программ развития экономики страны. В последнее десятилетие развитие быстрыми темпами отечественной цементной промышленности связано с послекризисным подъемом жилищного и гражданского строительства, модернизацией транспортной системы. Производственная мощность отрасли с 2012 до 2016 года увеличилось на 70,3 %. Ежегодный рост производства обеспечивается на уровне 25%, при этом прирост потребления цемента в Казахстане составляет 33% [1]. На сегодня в Республике Казахстан действуют 10 заводов по производству цемента общей мощностью 10,74 млн. тонн продукции в год [2]. Основными регионами производства цемента в Казахстане являются Восточно-Казахстанская, Жамбылская, Карагандинская и Южно-Казахстанская области. Лидирующее место по темпам прироста и объемам производства (65% всего произведенного в республике цемента) и продаж (2 млн. тонн в год) занимает Восточно-Казахстанская область (ВКО). Цементный завод Семей (ЦЗС) – крупнейшее промышленное предприятие города Семей ВКО, работающее по мокрому способу и производит цемент - 1 196 тыс. тонн, клинкер - 957 тыс. тонн в год. ЦЗС специализируется на производстве различных типов портландцемента (ПЦ): общестроительного (ПЦ 400-Д20) и высокомарочного (ПЦ 400- Д0-Н, ПЦ 500-Д0 и ПЦ АЦИ 400). ПЦ обусловлена глобальная роль цементной промышленности, так как он является и в обозримом будущем останется основным строительным материалом для планет земного типа, так как содержит главные элементы литосферы Земли - O, Si, Al, Fe, Ca, составляющие 92,6% ее массы [3]. При этом главные элементы ПЦ, за исключением Al, имеют четные номера в периодической системе, что согласно закону А.Е. Ферсмана [4] характеризует их как образующие концентрированные месторождения, что облегчает к ним доступ. В Казахстане выявлены и разведаны крупнейшие запасы карбонатного и кремнеземистого сырья, пригодного для производства цемента, общие балансовые запасы которых составляют более 3 млрд. тонн. При современных темпах развития цементного производства окружающая среда подвержена комбинированному техногенному загрязнению, проявляющееся в постепенном повышении уровня загрязнения всех компонентов природной среды (атмосфера, литосфера, гидросфера, живые организмы). Цементная промышленность является одним из главных загрязнителей атмосферы пылью (выбросы из дымовых труб и быстроиспаряющиеся компоненты) и газами (CO 2 , NO x , SO
2 , и др.), изменяющими геохимический фон и ухудшающими экологическую обстановку на обширной территории, прилегающей к заводам. Доля цементных предприятий среди техногенных источников атмосферного загрязнения составляет до 8,1 % [5], на их долю приходится 2/3 промышленных выбросов твердых веществ и 44 % газообразных. Под влиянием цементной пыли в зоне выброса цементного завода формируется поверхностный техногенный горизонт, загрязненный большим спектром элементов, в том числе тяжелыми металлами (ТМ). Так, ТМ в количестве от 10 до 30% от общего выброса в атмосферу распространяются на расстояние 10 км и более от промышленного предприятия. Исследования пыли цементных заводов показали высокое содержание в них свинца (Pb) – 1800 мг/кг, цинка (Zn) – 410 мг/кг, кадмия (Cd) – 93 мг/кг и меди (Cu) – 62 мг/кг [6]. В виде техногенной пыли в почву поступает основное количество ТМ (>95%). ТМ сравнительно быстро накапливаются в почвах и крайне медленно из них выводятся: период полуудаления Zn – до 500 лет, Cd – до 1100 лет, Cu – до 1500 лет, Рb – до нескольких тысяч лет. Почва устойчиво аккумулирует ТМ, деструктурируя и перераспределяя их по почвенной толще, являясь вместе с тем их депонентом для
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
607
растений, потребляемых животными и человеком. ТМ способны существенно изменять свойства почвы: снижать численность и биоразнообразие микроорганизмов, интенсивность микробиологических процессов, биохимическую активность почвенных ферментов, кислотность среды, замедляют процессы их самоочищения, наблюдается частичная или полная утрата биопродуктивности. ТМ относят к биохимически активным техногенным загрязнителям почвы, действующим непосредственно на живые организмы. Опасность ТМ для живых организмов обусловлено их физиолого-биохимическими особенностями (высокая токсичность, подвижность и биоаккумулятивность). Поступление этих поллютантов в избыточных количествах в растительный организм приводит к ухудшению их жизненного состояния, что отражается в темпах роста и развития растений, выращиваемых на загрязненной территории [7]. Для ВКО характерны высокие объемы производства и транспортировки цемента, поэтому изучение эколого-химических особенностей почв и растений, проявляющихся в условиях техногенного воздействия цементного производства актуально и имеет существенное значение для развития химической экологии региона исследований. Цель исследования: изучение техногенной нагрузки на эколого-химическое состояние почвенно-растительного покрова в зоне воздействия цементного производства на примере ЦЗС. Для достижения указанной цели поставлены следующие задачи: 1.
Выявить закономерности изменения накопления ТМ (Pb, Cu, Cd) в пробах почв и листьев растения тополя черного (Populus nigra L.) в зависимости от розы ветров и расстояния до источника загрязнения. 2.
Изучить закономерности изменения агрохимических свойств (рН, содержание гумуса) изучаемых почв при различном уровне загрязнения ТМ.
Для осуществления исследований по выявлению характера изменений агрохимических свойств почв и закономерностей накопления ТМ в почве и древесных листьях от воздействия выбросов цементного производства были заложены 6 опытных пробных площадок (ПП), которые находились в пределах 500 м от ЦЗС в зоне максимального влияния его выбросов. Размер опытных ПП составлял 10х10 м. ПП1 и ПП4 были заложены на расстоянии 100 м от ограждения ЦЗС, ПП2 и ПП5 – на расстоянии 250 м от ограждения ЦЗС, ПП3 и ПП6 – на расстоянии 500 м от ограждения ЦЗС. Все опытные ПП расположены с учетом розы ветров. ПП1-ПП3 были заложены в направлении переноса ветром атмосферных выбросов. ПП4-ПП6 были заложены в направлении противоположном переносу ветром атмосферных выбросов. Отбор образцов светло-каштановой почвы и листьев древесного растения тополя черного (Populus nigra L.) осуществляли согласно стандартным методическим рекомендациям [8] для учета накопления ТМ в период окончания вегетации (в сентябре 2015 года). На каждой ПП почвенные образцы отбирали из верхнего корнеобитаемого слоя с глубины 0-15 см. ТМ наиболее прочно связываются в верхнем слое почвы, образуя с почвенным гумусом труднорастворимые соединения. Оценка индикационной способности листьев древесных и кустарниковых растений по аккумуляции ими загрязнителей и по степени их устойчивости к промышленным выбросам – один из перспективных подходов для биологической характеристики воздушной среды. Определение рН
водной вытяжки
почв проводили стандартным потенциометрическим методом с использованием рН метра рН – 150МИ (Россия) в течение 3-х часов в день отбора проб в 3-кратной повторности для каждого образца [9]. Для характеристики почв по уровням кислотности существует классификация [10]. Определение содержания валового углерода органического вещества почвы проводили по методу И.В. Тюрина в модификации В.Н. Симакова [11]. Содержание органического углерода в почве обычно принято пересчитывать на содержание гумуса
ХИМИЯ ЖӘНЕ ХИМИЯЛЫҚ ТЕХНОЛОГИЯ БОЙЫНША IX ХАЛЫҚАРАЛЫҚ БІРІМЖАНОВ СЪЕЗІНІҢ ЕҢБЕКТЕРІ
608
(перегноя), т.е. на общее содержание органических веществ в почве по формуле : Содержание подвижных форм ТМ (экстрагент 1М НСl) в почве и валового содержания ТМ
в древесных листьях определяли физико-химическим фотоколориметрическим дитизоновым методом по прописи Г.Я. Ринькиса [13], основанном на измерении оптической плотности окрашенного экстракта при помощи фотоколориметра КФК - 3. Определения проводили в трехкратной повторности.
жүктеу/скачать 31,15 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|