Химическая безопасность

Актуальные вопросы эффективности и безопасности четвертичных аммониевых соединений при использовании в составе антисептических и дезинфицирующих средств. Обзор

В.М. Василькевич — 2025-06-23

В обзоре обобщены и проанализированы актуальные данные из различных литературных источников по вопросу эффективности и безопасности применения четвертичных аммониевых соединений в составе биоцидных средств. На примере ионных жидкостей и четвертичных фосфониевых соединений затронуты важные аспекты разработки и синтеза новых антимикробных композиций в качестве альтернативных химических средств, обладающих высокой целевой эффективностью и меньшей степенью потенциальной токсичности. Изложенные в статье сведения свидетельствуют о необходимости пересмотра практики широкого применения ЧАС в составе биоцидных продуктов, более пристального внимания регулирующих органов при испытаниях и регистрации новых дезинфектантов и антисептиков на основе ЧАС, важном значении дополнительных целенаправленных исследований для объективной оценки проблемы.

Токсикологическая оценка с определением классов опасности адьюванта на основе лаурет-4-фосфата с применением экспериментального и расчетного методов

С.Ю. Петрова — 2025-06-23

В работе представлены оригинальные данные токсикологических исследований, выполненных экспериментальным и расчетным методами, по определению опасных свойств адъюванта на основе лаурет-4-фосфата, применяемого в аграрном секторе Республики Беларусь совместно с пестицидами химического синтеза. Также в работе отражены сведения по классификации опасностей изученной химической продукции для здоровья человека, полученные в результате применения двух различных методов – расчетного и экспериментального, для оценки по параметрам острой внутрижелудочной токсичности и острой токсичности при нанесении на кожу, оценки по параметрам аллергоопасности. Одним из основных критериев при выборе подхода для проведения токсикологических исследований химической продукции служит полнота имеющихся сведений об опасных свойствах ее компонентов (токсикологический профиль). Применение в комплексных токсикологических исследованиях химической продукции сочетанного подхода (с использованием экспериментального и расчетного методов установления классов опасности) не только позволяет получить наиболее полную и всестороннюю оценку препаратов по опасным для здоровья человека свойствам, но и обеспечивает гармонизацию научно-прикладной исследовательской деятельности с руководящими принципами биоэтической концепции «трех R».

Сорбционная очистка фенолсодержащих сточных вод кремний- и углеродсодержащими материалами

С.В. Довгань — 2025-06-23

В работе исследована сорбция фенола из водных растворов кремний- и углеродсодержащими материалами, полученными в различных условиях из рисовой шелухи и соломы. Показано, что сорбционная активность по фенолу для образов, полученных пиролизом рисовой шелухи в промышленных условиях, составила 39%. Кремний- и углеродсодержащие материалы, синтезированные окислительным обжигом в лабораторных условиях, не поглощают фенол. Продукты пиролиза имеют сложное строение и находятся в аморфном и аморфно-кристаллическом состоянии. Кинетические исследования показали, что сорбция фенола лимитируется двумя стадиями – с одной стороны внутренней и внешней диффузией, с другой – химическим взаимодействием с поверхностными активными группами образцов. Термодинамические параметры указывают на то, что процесс является самопроизвольным (ΔG₂₉₈ < 0) и экзотермическим (ΔH < 0), подвижность молекулы фенола уменьшается при адсорбции (ΔS < 0). Обработка изотерм адсорбции фенола по моделям Фрейндлиха, Дубинина-Астахова, Ленгмюра и БЭТ показала, что сорбция определяется нековалентными взаимодействиями адсорбат-адсорбент. Установлено, что при увеличении pH поглотительная способность снижается, что обусловлено формой нахождения фенола (в виде молекулы или фенолят-иона). Низкая степень десорбции фенола дистиллированной водой и раствором гидроксида натрия подтверждает сильное взаимодействие фенола с поверхностью материалов, которое зависит от времени контакта и среды раствора.

Исследование сорбционных свойств сорбента на основе наноразмерного углерода по отношению к ионам La(III) и оптимизация условий сорбции методом математического моделирования

Р.Р. Ильясова — 2025-06-23

Изучены сорбционные свойства наноразмерного углерода (размер частиц 10‒100 нм с максимумом 30 нм) по отношению к ионам La(III). Установлено, что сорбция ионов La(III) частицами наноразмерного углерода описывается моделью Ленгмюра. Оптимизация условий сорбции позволила достичь высокой сорбционной активности наноразмерного углерода по отношению к ионам La(III) и составила 87%. Приведена математическая модель процесса сорбции, рассчитанная на базе программного обеспечения OpenFOAM, которая показала, что максимальная концентрация ионов La(III) наблюдалась на поверхности сорбента. Проведенные исследования направлены на разработку эффективного сорбента для извлечения ионов La(III) из сточных вод промышленных предприятий.

Утилизация рассолов с использованием жидкого стекла

В.В. Миронов — 2025-06-23

Высококонцентрированные солевые растворы (рассолы), образующиеся при добыче полезных ископаемых, опреснении морской воды и в промышленных процессах, представляют серьёзную экологическую проблему. Традиционные методы утилизации, такие как сброс в водоёмы или закачка в подземные пласты, являются дорогостоящими и экологически небезопасными. В связи с этим, актуальным становится поиск альтернативных способов переработки рассолов с получением полезных продуктов. В работе исследуется возможность утилизации рассолов с использованием жидкого стекла (силикатов натрия и калия) и изучение свойств образующихся продуктов реакции. Для проведения экспериментов использовались растворы жидкого стекла с различными модулями. Рассол пропускали через слой жидкого стекла, что приводило к образованию гелеобразных хлопьев. Твердую фазу отделяли от жидкой, после чего анализировали её состав с помощью рентгеноструктурного анализа (РСА), рентгенофазового анализа и электронной микроскопии. Также изучались процессы гидролиза, полимеризации и формирования пористых структур. Установлено, что при взаимодействии жидкого стекла с рассолами образуются малорастворимые силикатные материалы с развитой пористой структурой. Эти материалы демонстрируют высокую адсорбционную способность по отношению к ионам NaCl и другим примесям. Показано, что свойства образующихся продуктов зависят от типа силиката (натриевый или калиевый), его концентрации и условий проведения реакции. Полученные твёрдые фазы могут быть использованы в строительной индустрии. Исследование подтверждает научную новизну предложенного метода утилизации рассолов, который позволяет не только снизить экологическую нагрузку, но и получить полезные материалы. Результаты работы открывают перспективы для практического применения силикатных продуктов образующихся в результате обработки рассолов жидким стеклом в промышленности.

Модернизация химической очистки отходов производства лаковых коллоксилинов

А.В. Супырев — 2025-06-23

Проведено исследование процесса химической очистки отходов производства лаковых коллоксилинов, а именно, так называемого, ловушечного коллоксилина (ЛОК). Установлено, что максимальный эффект удаления сорбированных волокном ЛОК соединений железа и солей жесткости достигается при совместном присутствии в варочном растворе азотной и фосфорной кислот. На основе проведенных исследований разработан процесс очистки нитратцеллюлозных возвратных отходов. Показано, что себестоимость изготавливаемого из ЛОК коллоксилина, в зависимости от степени загрязненности ЛОК, на 20‒40% ниже, чем себестоимость коллоксилина, получаемого переработкой целлюлозы.

Перспективы применения микроволнового излучения для пиролиза различных видов пластиковых отходов

Н.Ю. Ковалева — 2025-06-23

Применение микроволнового излучения для пиролиза является одной из наиболее перспективных технологий переработки пластиковых отходов и биомассы в ценные органические продукты. В обзоре подробно освещается микроволновый пиролиз как альтернатива традиционному пиролизу из-за его преимущества в обеспечении быстрого и эффективного нагрева. В статье рассматриваются ключевые параметры, влияющие на выход и состав продуктов пиролиза: различные типы пластика и поглотителя, температура, мощность микроволн, время пребывания и катализаторы. Приводятся примеры оценки энергетического баланса и технико-экономического анализа процесса микроволнового пиролиза. Обсуждаются основные проблемы и ограничения этого процесса. Проанализированы возможности использования микроволнового пиролиза в промышленных масштабах.

Тенденции инновационных решений для снижения рисков при транспортировке водорода с использованием трубопроводов

Р. А. Исмайлова — 2025-06-23

Сегодня водород, полученный из возобновляемых ресурсов, это не только перспективный энергоноситель, снижающий зависимость от ископаемого топлива, но и важный фактор в борьбе с глобальным потеплением, сокращающий вредные выбросы в атмосферу. Успешность масштабного использования водорода зависит от способа его передачи потребителям. Общепризнанным и приоритетным является трубопроводная транспортировка. Предложенная статья представляет собой аналитический обзор инновационных решений, направленных на обеспечение безопасности транспортировки водорода по трубопроводу. Приведен механизм водородной хрупкости металлов, которая ухудшает их механические свойства, что приводит к утечке водорода в стальных трубопроводах. Рассмотрены созданные технические решения, способные обеспечить безопасную транспортировку водорода, среди которых новые функциональные материалы для производства стальных и полимерных трубопроводов. Показана возможность транспортировки водорода совместно с природным газом с использованием как стальных, так и полимерных трубопроводов. Уделено внимание вопросу контроля утечки и накопления водорода при эксплуатации магистрального трубопровода.

Воздействие La(Ш), Cu(II) и их комбинации на одноклеточную водоросль Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb

М.А. Сысолятина — 2025-06-23

Металлы попадают в окружающую среду совместно. Целью представленной работы была оценка воздействия La(Ш), Cu(II) и их комбинации (1:1) на одноклеточную водоросль Scenedesmus quadricauda (Turp.) Breb при низких концентрациях металлов в водной среде. В воду питьевого качества добавляли соли CuSO₄·5H₂O и La₂(SO₄)₃·8H₂O до достижения концентраций 0,000008‒0,0016 ммоль/л в расчете на ион металла или их сумму (1:1). Проводили биотестирование модельных растворов по методу учета численности клеток водорослей через 72 часа экспозиции. Действие Cu(II) имело слабый стимулирующий эффект: максимально численность клеток увеличилась в растворах с 0,0008 и 0,0016 ммоль/л металла (в 1,2 и 1,3 раза к контролю). La(III) во всем диапазоне тестируемых концентраций значительно стимулировал увеличение численности клеток водорослей (4,2‒11,1 раз). При совместном действии Cu(II) и La(III) гормезис имел среднюю степень по сравнению с эффектами металлов по отдельности (1,8‒2,9 раз к контролю). Таким образом, впервые показано, что витальные концентрации Cu(II), La(III) и их комбинаций в водной среде приводят к увеличению размножения зеленых водорослей, причем эффекты La(Ш) превышают эссенциальное действие Cu(II). Следовательно, даже незначительное поступление металлов в водные экосистемы может приводить к их эвтрофикации.

Зависимость оценок аэрозольного загрязнения мегаполиса на базе напряженности атмосферного электрического поля от невозмущенного профиля проводимости

А.В. Крашенинников — 2025-06-23

Аннотация – Взвешенные ультрадисперсные частицы представляют собой большую опасность для здоровья людей, поэтому крайне важно развитие опосредованных методов оценки концентрации аэрозольных частиц размерами до 0,1 мкм. Связь аэрозольных частиц с напряженностью электрического поля атмосферы позволяет использовать его для таких оценок. Значительная сложность проведения измерений высотных зависимостей параметров атмосферы в пунктах наблюдений, в особенности, для функции проводимости, требует проведения исследования по зависимости получаемых результатов от взятого конкретного модельного профиля проводимости. В данном исследовании проанализирована связь параметров модели оценки концентрации аэрозолей в воздухе на базе значений напряженности электрического поля для трех профилей проводимости атмосферы: а) профиля, состоящего из единой экспоненты, б) из трех экспонент и в) для профиля, хорошо отражающего характеристики, влияющие на электрическое поле атмосферы приземного слоя. Показано, что использование близких профилей, отражающих высотную неоднородность профиля проводимости, дает почти одинаковый результат, однако, сильно отличающийся от них профиль значительно изменяет получаемые оценки ‒ концентрация частиц в мегаполисе отличается почти на порядок от наблюдаемых значений.

Особенности расчета индивидуального риска с учетом сезонного фактора

В.С. Гасилов — 2025-06-23

Сезонные колебания и факторы оказывают значительное влияние на различные сферы деятельности современного предприятия. Понимание этих факторов позволяет более точно оценивать производственные риски и принимать обоснованные решения. Сезонные факторы в России, учитывая её размеры и разнообразие климатических зон, оказывают существенное влияние на деятельность опасных производственных объектов (далее - ОПО), а в условиях глобальных изменений климата и экономической нестабильности они становятся все более значимыми при эксплуатации ОПО. В этой связи необходим более гибкий адаптивный подход к оценке рисков, что создает потребность в исследовании и внедрении новых расчетных методик. В последние годы наблюдается рост интереса к интеграции сезонного фактора в риск-менеджмент. Это создает возможность для дальнейших исследований и обмена опытом, поэтому исследование особенностей расчета индивидуального риска с учетом сезонного фактора является актуальным как для теоретического понимания, так и для практического применения в различных отраслях. В статье рассматриваются ключевые аспекты и методологические подходы к расчету индивидуального риска с учетом сезонных колебаний температуры. Авторы анализируют существующие подходы для расчета индивидуального (потенциально-территориального) риска и отмечают, что указанные методы справедливы для технологических процессов, которые проводятся при температуре выше максимальной температуры воздуха в соответствующей климатической зоне, а для производств, технологический процесс которых проводится при температуре окружающей среды, подобный подход дает сильно завышенный результат, что приводит к излишним материальным затратам при проектировании и новом строительстве ОПО. Поэтому для производств, технологический процесс которых проводится при температуре окружающей среды, индивидуальный (потенциально-территориальный) риск предлагается рассчитывать с учетом сезонного фактора. Такая интеграция анализа влияния сезонного фактора в систему управления рисками повысит эффективность принятия решений и позволит более точно прогнозировать потенциальные угрозы.

Мониторинг новых бинарных систем экстракции кофеина из природного сырья

А.С. Мельников — 2025-06-23

Обобщены результаты мониторинга новых бинарных систем экстракции (методом диспергирования) кофеина из природного сырья на примере листьев чая Camellia sinesis L. и бобов Coffea arabica L. Чай (Camellia sinesis L.) в Российской Федерации выращивают на территории Краснодарского края, поэтому модификация методик мацерации кофеина из данного сырья, безусловно, увеличит потенциальные возможности российского производства данного алкалоида. В свою очередь подобные методики как экологически более безопасные со временем смогут заменить существующие методы конденсации цианосодержащих реагентов и амидов с мочевиной (метод Траубе). В качестве органической фазы новых экономически более выгодных систем использовались бинарные сочетания «этилацетат/алифатический спирт» в различных соотношениях. Методикой сравнения выбрана классическая методика экстракции хлороформом. В данном исследовании в качестве второго компонента органической фазы системы экстракции проанализированы алифатические ациклические предельные спирты в разных структурных формах. В результате доказано, что новые системы экстракции позволяют более полно извлекать кофеин из природных компонентов. Модификация процесса экстракции позволит получать чистый и экологически безопасный кофеин из природного сырья, а также обеспечит экономически подходящий процесс производства кофеина для отечественного производителя.