Введение к работе
Актуальность темы. Ускоренное развитие промышленных производств в последние десятилетия все острее выявляет ряд экологических проблем, связанных с загрязнением биосферы различными токсичными веществами, стабильными и радиоактивными химическими элементами.
Аварии на атомных электростанциях, сопровождающиеся выбросами в атмосферу широкого спектра радионуклидов^показали, что на современном этапе невозможно прогнозирование радиоэкологического благополучия отдельных регионов, примыкающих к АЭС. Снижение объемов добычи угля, нефти, газа, обусловленное истощением природных ресурсов, делает невозможным и полный отказ от способа получения электрической энергии в атомных установках. В этой связи, комплекс мероприятий по обеспечению безопасности при эксплуатации АХ должен быть дополнен мероприятиями по оперативной ликвидации аварийных ситуаций. Одним из основных путей для решения указанной задачи является создание доступных и надежных дезактивирующих средств на случай радиоактивного загрязнения местности.
Основную долго в радиоактивных выбросах представляют нуклиды
цезия-134 и цезия-137. Имеющиеся цезий-избирательные сорбенты, в
большинстве своем, дороги, что сдерживает их широкое производство.
Наиболее эффективные материалы данного класса получают путем им
мобилизации ферроцианидов переходных металлов на носителях орга
нической и неорганической природы. Использование в качестве носи
теля измельченной древесины, благодаря её высокой реакционной
способности функциональных групп, капиллярно-пористой структуре,
развитой поверхности, а также дешевизне и доступности позволит
значительно расширить сырьевую базу для промышленного производст
ва сорбентов. Нерешенность задач синтеза древесно-ферроцианидных
катионитов (ДНО свидетельствует об актуальности исследований в
этом направлении. ч , -
Целью работы является разработка способов синтеза и изуче
ние свойств высокоизбирательных сорбентов на основе древесины и
ферроцианидов переходных металлов для дезактивации водных сред
от радионуклидов цезия. '< '
Задачи исследования:
4 .... v.
изучение влияния режимов термощелочной обработки древесины на её субмикроструктуру и сорбционные свойства;
исследование условий получения древесных ионитов;
изучение влияния технологических параметров синтеза ДФК на эффективность сорбции радионуклидов цезия из водных сред;
разработка способа получения ДФК без перевода древесины в форму ионита.
Научная новизна работы заключается в том, что на основании
исследования субмикроструктуры древесины с использованием методов
спектроскопии электронного парамагнитного резонанса (ЭПР), а так
же анализа результатов динамической сорбции радионуклидов выска
зана рабочая гипотеза, согласно которой при термрщелочной обра
ботке древесины реализуется процесс микрофазного' разделения лиг
нина и гемицеллюлоз, находящихся in. situ в состоянии
вынужденного смешения; разделение компонентов лигноуглево'дной
матрицы (ЛУМ) Сопровождается дополнительной структурной актива
цией древесинного вещества.
Выявлена взаимосвязь между-структурно-химической формой мо-, дифицированной древесины, её статической,обменной емкостью (СОЕ), фракционным составом, видом внешнесферного катиона переходного металла во введенном ферроцианиде и сорбционными характеристиками полученных ДОК по радиоцезию из водных сред. Показана возможность синтеза ДОК с предварительным переводом в форму катионо-или анионообмєнника, а также без перевода древесины в форму ионита.
Практическая значимость работы. На основании исследований разработаны способы получения ДФК, реализация которых позволяет значительно расширить области применения сорбентов, в частности, для очистки вод, используемых в дезактивирующих технологиях; в качестве кормовой добавки в рацион крупного рогатого скота; для формирования экранирующего слоя в радиоэкологических могильниках. Предложен способ экспресс-анализа молока, позволяющий проводить отбор продукта для поставки в детские учреждения. Разработанные ДФК успешно прошли межведомственные комиссионные испытания на предприятиях молочной промышленности России и Белоруссии, получили положительную оценку в рамках исследований по-межрегиональной программе "Ферроцианид".
Апробация работы. Материалы диссертационной работы докладывались на УП Международном симпозиуме по модификации древесины в
5 Польше (Познань, 1987); Международной конференции "Достижения науки и техники в области ресурсосбережения и экологии" в СССР (Гомель, 1989); УП Всесоюзной конференции по химии и.использованию лигнина (Рига, 1987); Ш научном семинаре."Строение древесины и его-роль в процессах делигнификации" (Рига, 1986) ;'Ш Всесоюзной конференции по сельскохозяйствешой радиологии (Обнинск, 1990); областной конференции молодых ученых''и специалистов "Физика и механика композиционных материалов на основе полимеров (Гомель, 1986). -
Публикации. По теме диссертации имеется 13 публикаций и два изобретения.
Структура и объем диссертации . Диссертация состоит из.введения, 4 глав, основных выводов и приложения; содержит 95 страниц машинописного текста, 37 иллюстраций и библиографический список, включающий 168 наименований литературных источников.