Использование комплексов полиамфолита этиламнокротонатаакриловой кислоты с поверхностно-активными веществами для извлечения 90Sr

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН

СЕМИПАЛАТИНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

ИМЕНИ ШАКАРИМА

Факультет строительства и защиты окружающей среды

Кафедра химии и экспертизы

Допустить к защите в ГАК

Зав.кафедрой: к.х.н., доцент

___________ Яшкарова М.Г.

«____»____________2006 г.

МАГИСТЕРСКАЯ ДИССЕРТАЦИЯ

Использование комплексов полиамфолита этиламнокротоната акриловой кислоты с поверхностно-активными веществами для извлечения ⁹⁰Sr 6N0606, «Химия» специализация «Химия высокомолекулярных соединений»

Магистрант ________ Кабдыракова А.М.

Научный руководитель: д.х.н., профессор ___________ Бимендина Л.А..

Нормаконтролер: к.х.н., доцент ___________ Кабдукаримова К.К.

Республика Казахстан г. Семипалатинск, 2006 г.

РЕФЕРАТ

Диссертация изложена на 53 страницах машинописного текста и включает введение, три раздела основной части (обзор литературы, экспериментальную часть, результаты и их обсуждение), заключение, 2 таблицы, 11 рисунков, список использованных источников из 106 наименований, 2 приложений.

ПЕРЕЧЕНЬ ОСНОВНЫХ СОКРАЩЕННЫХ СЛОВ

СИП – Семипалатинский испытательный полигон

ПА – полиамфолит

ПЭ – полиэлектролит

ПАВ – поверхностно-активные вещества

ЭАК/АК – этиламинокротонат/акриловая кислота

ЭАК – этиловый эфир аминокротоновой кислоты

АК – акриловая кислота

АУЭ – ацетоуксусный эфир

ЛСNa – лаурилсульфонат натрия

ЦПБ – цетилпиридиний бромид

ККМ – критическая концентрация мицеллообразования

ИПК – интерполимерный комплекс

ВРП – вводно-растворимые полимеры

ПЭК – полиэлектролитный комплекс

ППК – природные полимерные комплексы

ПЭГ – полиэтилен гликоль

ПДМДААХ – полидиметилдиаллиламмоний хлорид

⁹⁰Sr - стронций-90

¹³⁷Cs - цезий-137

^239,240Pu - плутоний – 239,240

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1. Комплексы функциональных полимеров с поверхностно-активными веществами 2. Применение полимерных композитов в качестве антидефляционных реагентов 3. Различные аспекты практического использования комплексов полимер ПАВ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ 1. Характеристика исходных веществ и растворителей 2. Синтез линейного полиамфолита 3. Методы исследования РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 1. Физико-химические исследования сополимера ЭАК АК и его комплексов с поверхностно-активными веществами 2. Изучение возможности фиксации радионуклидов в поверхностном слое почвы применением комплекса полимер - ПАВ ВЫВОДЫ ЗАКЛЮЧЕНИЕ СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ Приложение 1 Приложение 2
ВВЕДЕНИЕ

Радиационная обстановка на территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона (СИП), в основном, обусловлена проведением ядерных испытаний (подземными, наземными, воздушными) в течение длительного времени. Многочисленные испытания ядерных зарядов привели к радиоактивному загрязнению огромной территории, расширили сферу обитания искусственных радионуклидов и включили их в различные природные циклы: биохимический, гидрохимический, геохимический, атмосферный и пр. Перераспределение активности по поверхности земли на территории полигона и прилегающих к нему районов происходит по сей день. Сильные ветры, пыльные бури, степные пожары, характерные для СИП, способствуют миграции и переносу радиоактивных веществ вместе с частицами почвы на большие расстояния. В результате данная территория подвергается вторичному радиоактивному загрязнению почвенного покрова. В настоящее время пылевой и водный перенос являются основными путями миграции радионуклидов на СИП.

Наличие радиоактивного загрязнения влечет за собой проникновения радионуклидов по пищевым цепочкам и ингаляционным путем в организм человека. Поэтому в таких условиях необходимость разработки методов пылеподавления, предотвращающих ветровой и водный перенос радионуклидов и изучение возможности управления миграцией радионуклидов в почве является весьма актуальной. Это связано в первую очередь с предотвращением внешнего и внутреннего облучения людей в местах проведения ядерных испытаний и прилегающих к ним территориях, а также на территориях, загрязненных в результате аварий на предприятиях, производящих или использующих по роду своей деятельности радиоактивные материалы.

Обработка почвы антидефляционными композициями с целью пылеподавления зарекомендовала себя как полезное, более того необходимое звено в цепи мероприятий, направленных на предотвращение распространения радиоактивных загрязнений и снижения уровня вредных воздействий на человека. Как и для любого масштабного мероприятия, проводимого в окружающей среде, для пылеподавления наряду с оценкой эффективности необходимо изучение всей совокупности возможных экологических воздействий его применения. В частности, необходимо изучить влияние антидефляционной обработки почв на процессы фиксации и накопления в них радионуклидов.

Цели и задачи исследования. Целью работы является изучение возможности управления миграцией радионуклидов в почве с помощью применения комплексов полиамфолита этиламинокротоната/акриловой кислоты (ЭАК/АК) с поверхностно-активными веществами (ПАВ).

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

-   Синтез полиамфолита этиламинокротоната акриловой кислоты.

-   Определение состава полиамфолита.

-   Определение состава комплексов полиамфолит-ПАВ.

-   Обработка почвы растворами комплексов и определение содержания радионуклидов по слоям обработанной почвы.

Новизна полученных результатов. Впервые изучено взаимодействие нового полиамфолита ЭАК/АК с ионогенными поверхностно-активными веществами (лаурилсульфонатом натрия (ЛСNa) – анионоактивный и цетилпиридиний бромидом (ЦПБ) – катионоактивный). Определены соотношения ЭАК/АК:ПАВ в момент комплексообразования.

Впервые для изучения направленной миграции (концентрирование радионуклидов в поверхностном слое почвы) и фиксации радионуклидов в почве были использованы комплексы полиамфолита ЭАК/АК с поверхностно-активными веществами.

Научно-практическая значимость. С теоретической точки зрения комплексы полиамфолитов-ПАВ интересны как модельные системы, изучение свойств и структуры которых позволяет глубже понять механизмы формирования и функционирования природных полимерных комплексов (ППК), образуемых биополимерами и биологически активными веществами дифильного строения, поскольку из всех известных синтетических веществ полиамфолиты ближе всего стоят к искусственным аналогам реальных биологических молекул.

С практической точки зрения исследования подобных систем представляют самостоятельный интерес в связи с широким диапазоном их применения: в качестве флокулянтов, в гидрометаллургии для концентрирования и выделения различных ионов металлов, коагулянтов структурообразователей почв для предотвращения почвенной эрозии и пылеподавления. В свою очередь, пылеподавление на радиоактивно загрязненных территориях, относится к мероприятиям, обеспечивающим предотвращение распространения радионуклидов в составе аэрозолей на «чистые» площади, их вторичное и многократное загрязнение.

Исследования, проводимые в ряде стран по изучению возможности предотвращения пылевого переноса радионуклидов, дают положительные результаты. Предварительные исследования показали, что существует также возможность перемещения радионуклидов в загрязненной почве к поверхности из более глубоких уровней залегания и фиксация их в достигнутом положении. Это может оказаться весьма важным при разработке экономически выгодных технологий утилизации радионуклидов, консервации, дезактивации и рекультивации почвы загрязненных участков территории СИП.

Публикации. По результатам исследований опубликовано 4 работы, из них 3 статьи, 1 тезис доклада на международных и республиканских конференциях.

ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР 1.         Комплексы функциональных полимеров с поверхностно-активными веществами