Файл: ssu054.pdf

При нагреве и пиролизе, как полимерные, так и неполимерные вещества образуют токсичные продукты, среди которых могут быть хлористый водород, хлор, фосген, диоксин и канцерогены. Обезвреживание органических отходов связано с рядом трудностей, среди которых высокая химическая устойчивость и токсичность органических веществ, острый дефицит корозионустойчивых материалов и оборудования для создания установок для обезвреживания органических отходов. Для обезвреживания имеют применение следующие методы:

регенерация,

химическая или плазмохимическая переработка

окисление

сжигание,

захоронение,

биохимическая переработка

Регенерация осуществляется путем дистилляции отходов, отдувки целевых веществ из жидких отходов паром, воздухом или инертным газом, и последующее улавливание целевых веществ абсорбцией или адсорбцией.

Химическая переработка представляет собой переработку отходов в ценные вещества. Так, например, для переработки хлорорганических отходов используют хлорирование, оксихлорирование, хлоронолиз, а также комбинация этих способов. Переработка позволяет получать из отходов такие ценные химические продукты, как ССl4, CH2Cl2 и др.

Сущность плазмохимического метода переработки состоит в пиролизе или окислении отходов в высокотемпературной струе плазмообразующего газа - водорода, инертных газов или воздуха. Известен ряд методов обезвреживания хлорорганических отходов путем окисления и сжигания, в том числе с применением катализаторов для снижения температурного уровня процесса. Так каталитически окисляют газообразные отходы до СО2, HCl и Cl2 в стационарном слое катализаторов платиновой группы при относительно низких температурах (300-500 С0). К каталитическим способам относят окисление диметилформамида при котором не образуются оксиды азота:

При этом используется медьсодержащий катализатор на природном носителе – опоке (температура 350 0С).

Диметилформамид широко используется в производстве изделий индикаторной техники, фоторезисторов, полиимидных ориентантов, в качестве растворителя печатных красок, однако является токсичным.

23

Методы сжигания химических отходов подразделяют на: сжигание отходов в кипящем слое, факельное сжигание с недостатком окислителя и с избытком окислителя. Для предотвращения поступления хлора, хлористого водорода и фосгена в окружающую среду на установках по сжиганию хлорорганических отходов применяют санитарные колонны, орошаемые раствором щелочи, что позволяет очищать продукты сгорания, как от перечисленных компонентов, так и от окислов азота.

Широкое применение имеет биохимическая переработка: среди бактерий есть виды, способные утилизировать органические соединения, разлагая их при этом до простых минеральных веществ. Иприт может разрушаться под воздействием бактерий рода Pseudomonas и анаэробных сульфатредуцирующих бактерий.

10. ОБНАРУЖЕНИЕ, ОПРЕДЕЛЕНИЕ И ТОКСИКОЛОГИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ ВЕЩЕСТВ, ПЕРЕГОНЯЕМЫХ С ВОДЯНЫМ ПАРОМ

Дистилляцией с водяным паром изолируются многие органические вещества, из которых наибольший токсикологический интерес представляют следующие:

1.синильная кислота;

2.ядовитые галогенпроизводные: хлороформ, хлоральгидрат, хлористый этилен, трихлорэтилен, четыреххлористый углерод, гексахлорэтан;

3.альдегиды и кетоны алифатического ряда: формальдегид, ацетон;

4.спирты алифатического ряда: метиловый, этиловый, изопропиловый, бутиловый и изоамиловый, этиленгликоль;

5.сложные эфиры алифатического ряда: уксусноамиловый эфир, амилнитрит;

6.карбоновые кислоты алифатического ряда: уксусная кислота, молочная кислота;

7.сероуглерод;

8.элементорганические соединения жирного ряда; из них в качестве ядовитого вещества встречается тетраэтилсвинец;

9.ароматические углеводороды: бензол, толуол, ксилолы;

10.нитропроизводные и амины ароматического ряда: нитробензол, анилин;

11.фенолы, фенолокислоты: фенолы, крезолы, салициловая кислота; 12.фосфор и первые продукты его окисления (фосфорноватистая и

фосфористая кислоты) или восстановления (фосфористый водород).

24

10.1. Синильная кислота и ее производные

Синильная кислота представляет собой бесцветную жидкость с температурой кипения 26,50, смешивается во всех отношениях с водой, спиртом, диэтиловым эфиром.

Для качественного обнаружения синильной кислоты используют реакцию с образованием берлинской лазури:

NaOH+HCN →NaCN+H2O

FeSO4+2NaCN →Fe(CN)2+Na2SO4

Fe(CN)2+4NaCN →Na4[Fe(CN)6]

Na4[Fe(CN)6]3+2Fe2(SO4)3 →Fe4[Fe(CN)6]3+Na2SO4

Признаком наличия цианид-анионов в дистилляте служит появление синего осадка или синего окрашивания. Чувствительность реакции 20 мкг HCN в 1 мл раствора.

Для их количественного обнаружения используют реакцию с n-

бензохиноном и идентифицируют полученное соединение на спектрофо-

тометре (при λmax=400-420 нм) λmin=480 нм.

Количественно синильную кислоту можно также определять методами газовой хроматографии.

Механизм действия и патогенез поражения

Экспериментально было показано, что при отравлении цианидами венозная кровь приобретает алую окраску и содержит много кислорода, как и артериальная. Такая окраска обусловлена присоединением цианид - аниона к ферменту – цитохромоксидазе. При этом происходит инактивация цитохромоксидазы и данный фермент теряет способность переносить кислород из крови в ткани, в результате чего развивается тканевая гипоксия. Тканевое дыхание угнетается на 90 – 95 %, хотя содержание кислорода в крови повышено. Таким образом, синильная кислота и ее производные влияют на тканевое дыхание, а именно на цепь по переносу электронов. Схема тканевого дыхания и механизм действия цианидов представлены ниже (схема 1).

25

В живом организме имеется кофермент – никотинамидадениндинуклеотид (НАД) и его аналог никотинамидадениндинуклеотидфосфат (НАДФ), у которого 2’- гидроксигруппа аденилатного фрагмента фосфорилирована. Молекула НАД+ (НАДФ+) под действием фермента дегидрогеназы дегидрирует молекулу органического соединения, в результате чего окисляющийся субстрат теряет два атома водорода и два электрона, а кофермент при этом переходит в восстановленную форму:

При этом выделяется энергия, расходуемая на синтез АТФ (аденозинтрифосфата). Далее восстановленная молекула НАД Н2 передает водород по цепи, включающей 5 переносчиков - флавопротеиды, кофермент Q и цитохромы. Флавопротеид-это белок плюс кофактор. В качестве кофактора выступает флавинмононуклеотид (ФМН) и флавинаденинлинуклеотид (ФАД). Белковая часть флавопротеида действует как фермент НАДдегидрогеназа катализируя окисление восстановленного НАД Н2. Кофермент Q принимает водород от флавопротеина и передает его цитохрому b. Все цитохромы - белки, они содержат гем и переносят не водородные атомы, а электроны. Роль переносящего электронного компонента играет железо гема. Обычно оно находится в окисленной форме Fe3+, но после присоединения электрона, переходит в восстановленную форму(Fe2+). Каждый водородный атом, поступающий от кофермента Q, распадается на протон и электрон:

Электрон от цитохрома b переходит к цитохрому с и далее к цитохромоксидазе, представляющей из себя комплекс двух цитохромов, который помимо атома Fe содержит атом Cu. Цитохромоксидаза катализирует восстановление молекулярного кислорода до воды. Процесс передачи электрона от цитохрома b к цитохрому с и от цитохрома с к цитохромоксидазе сопровождается выделением энергии, расходуемой на синтез АТФ.

26