Окислительная деструкция красителей Текст научной статьи по специальности «Химические технологии»

- при концентации перекиси водорода 6,0 г/л удельное содержание кароти-ноидов в биомассе дрожжей Rhodotorala glutinis Y-608 увеличилось в 2,3 раза и составило 117,3 мкг/г АСБ;

- при концентрации перекиси водорода 4,7 г/л удельное содержание кароинои-дов в биомассе дрожжей Rhodotorula rubra увеличилось практически в 3 раза.

Показано, что при этом наблюдается не только увеличение содержания каротиноидов, но и изменяется качественный состав пигментов.

Полученные результаты позволяют сделать вывод о возможности использования окислительного стресса для обогащения биомассы каротинои-дами. Также представляется целесообразным культивирование дрожжей на растительных отходах, что снизит себестоимость продукта. Это, в свою очередь, позволит в значительной степени повысить ценность биомассы, как источника каротиноидов, и как биологически активную добавку в кормлении сельскохозяйственных животных, птиц и аквакультуры.

Библиографические ссылки

1. Bhosale Р. Environmental and cultural stimulants in the production of carotenoids from microorganisms // Appl Microbiol Biotechnol, 2004. V. 63. P. 351 - 361.

2. Червякова О.П. Исследование каротиногенеза дрожжей Rhodotorula rubra / О.П.Червякова, С.С. Караулова // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева; М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009. T. XXIII. № 10 (103). 136 с.

3. Nanou К. Oxidative Stress Responseand Morphological Changes of Blakesleatris-pora Induced by Butylated Hydroxytoluene Düring Carotene Production / K. Nanou, T. Roukas // Appl Biochem Biotechnol, 2010. V. 160. PP. 2415 - 2423.

4. Ткачев И.Ф. Продукты микробиологического синтеза в кормлении животных//Вестн. с.-х. науки, 1975. № 9. С. 45-50.

5. Каротинсинтезирующие дрожжи/Е.И.Квасников, В.Т.Васкивнюк, В.И.Су-денко [и др.]; / Под общ. ред. Квасникова Е.И. Киев: Наук, думка, 1980. 171 с.

6. Спектрофотометрическое определение содержания каротиноидов в биомассе микроорганизмов/А.Вечер,А.Н.Куликова//Физиолого-биохимичес-кие иссл. раст. Минск, 1967. С. 44 - 54.

УДК 628.316.6.094.3: 542.943 Аммар Шалбак, Н.А. Иванцова

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия ОКИСЛИТЕЛЬНАЯ ДЕСТРУКЦИЯ КРАСИТЕЛЕЙ

Experimental data on the degradation of active, vat and disperse dyes oxidation methods. It is shown that the application of Fenton's reagent in homogeneous conditions leads to profound

oxidative degradation of dyes. Obtained electronic spectra of dyes before and after treatment ano-lyte and Fenton's reagent. We propose the hypothetical scheine of the transformation of dyes.

Получены экспериментальные данные по деструкции активных, кубовых и дисперсных красителей окислительными методами. Показано, что применение реактива Фентона в гомогенных условиях (система Fcr /bbO:) приводит к глубокой окислительной деструкции красителей. Получены электронные спектры красителей до и после их обработки анолитом и реактивом Фентона. Предложены гипотетические схемы превращения красителей.

Загрязнение водных объектов синтетическими красителями, широко применяемыми в текстильной, бумажной, лакокрасочной промышленности, представляет серьезную экологическую опасность. В настоящее время особое внимание уделяется окислительным методам очистки, обеспечивающие глубокую деструкцию красителей.

В работе проведены эксперименты по окислению красителей перокси-дом водорода в присутствии соединений железа (реактив Фентона), а также окисление хлорсодержащим агентом (анолитом). В качестве реактива Фентона применяли системы: Fe /Н2О2, Fe /Н2О2, FesO^Ch. Анолит синтезировали электрохимическим методом из водного раствора хлорида натрия.

Объектами исследования выступали красители производства Corafix Yellow 3RF (1), Rafafix Red 3BS (2), Synozol Blue KHL (3), Turquoise Blue G (4), Cibacron Yellow LS-R-HC (5), Cibacron Blue LS-3R-HC (6), Cibacron Red LS-6G-HC (7), Indanthrone Green FFB (8), Lamprsion Orange H3R (9). Концентрации красителей определялись спектрофотометрическим методом. Выявление на качественном уровне продуктов деструкции красителей проводили хроматографическим методом с электронно-захватным детектором и методом электронной спектроскопии.

Экспериментально установлено, что максимальные степени обесцвечивания (до 99 %) при наименьшей дозе анолита присущи Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL, Cibacron Blue LS-3R-HC и Cibacron Red LS-6G-HC. Скорость окисления всех красителей при увеличении концентрации анолита увеличивается, что является важным критерием в очистке воды. В любом случае время обесцвечивания красителей анолитом в большинстве случаев исчисляется минутами и редко превышает 1 час. Красители Turquoise Blue, Indanthrone Green FFB и Lamparsion Orange H3R устойчивы к окислению анолитом в течение нескольких суток.

При использовании реактива Фентона для красителей Corafix Yellow 3RF, Rafafix Red 3BS, Synozol Blue KHL при pH=2,5-3 уже при концентрации Fe2+ и Fe3+ 10 мг/л степень обесцвечивания составляет в среднем около 99,5 %. Отмечено, что обесцвечивание красителей в гетерогенной системе Рез04/Нг02 протекает значительно медленнее (в течение 5-6 часов), чем в присутствии Fe(II) и Fe(III) в ионной форме. И в этом случае красители Tur-quose Blue G; Cibacron Yellow LS-R-HC, Indanthrone Green FFB и Lamprsion Orange H3R достаточно устойчивы к воздействию реактива Фентона с участием магнетита и их степени обесцвечивания не превышали 20 %.

Степень обесцвечивания красителей не является основным критерием глубины очистки, поэтому необходимо контролировать концентрации образующихся конечных и промежуточных продуктов деструкции. Получены

электронные спектры красителей до и после обработки их анолитом и реактивом Фентона (Те2 /Н2О2), которые позволяют на качественном уровне судить о том, какие составные части органических молекул (нафталиновые, бензольне, антрахиновые и т.д.) подверглись полному или частичному раз-

рушению.

бензольная.

1 - исходным краситель

анхр ахиноновая

2 - окисление анолитом

3 - оксиление реактивом Фентона

хромофорная группировка

1 - исходный краситель

2 - окисление анолитом

250 301 333 401 614 600 714 800

Рис. 1. Электронные спектры растворов красителей Synozol Blue KHL (а) и Turquose Blue G (б)

Электронные спектры поглощения растворов красителей Synozol Blue KHL и Turquose Blue G приведены на рисунке 1. Использование реактива

Фентона приводит к глубокой деструкции молекулы красителя Synozol Blue HF-2GL (рис. 1-а), о чем свидетельствует снижение интенсивности или исчезновение ярко выраженных полос поглощения на электронных спектрах с максимумами при 295 и 600 нм, отвечающими производному антрахинона и хромофорной группы.

■V. .Яц Ш Шг

Рис. 2. Схемы превращения красителей Turquose Blue G (а) и Synozol Blue KHL (б)

Интенсивность полосы антрахинона существенно снижается при окислении красителя раствором анолита и в еще большей степени реактивом Фентона. Хромофорное поглощение и в том, и в другом случае отсутствует. Электронные спектры поглощения Turquoise Blue G (рис. 1-6) не претерпевают столь существенных изменений в результате обработки растворов красителя окислителями. В результате обработки растворов этого красителя окислителями в растворе обнаруживаются достаточно высокие концентрации исходных функциональных и хромофорной группировок.

Таким образом, показано, что окисление красителей реактивом Фентона наиболее предпочтительно по сравнению с анолитом. Наиболее устойчивыми к окислению оказались малорастворимые красители Turquose Blue G (активный); Indanthrone Green PPB (кубовый) и Lamprsion Orange H3R (дисперсный).

Анализ электронных спектров и работа с литературными источниками позволили разработать гипотетические схемы превращений красителей в процессах их обесцвечивания и окислительной деструкции, на примере красителя Turquose Blue G и Synozol Blue KHL (рис. 2). Сопоставление полученных результатов показывает, что применение реактива Фентона обеспечивает максимальные степени обесцвечивания красителей с образованием малотоксичных соединений.

УДК 621.357+502.174

Е.В. Колоярцева, Н.В. Бирюкова, Б.В. Ермоленко

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия

СОВРЕМЕННЫЕ МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГАЛЬВАНИЧЕСКОГО ПРОИЗВОДСТВА

This study deals with modern methods to ecological safety of plating manufacture increase. In this paper are showed principal dangerous items of plating manufacture. We drew up the general algorithm of decision making process. Methods of increase ecological and economic effectiveness of plating manufacturing in absence of the areas, cash resources and within the strict ecological guidelines have been offered.

В этой работе показаны основные опасные факторы гальванического производства. Нами был составлен общий алгоритм принятия и поддержки решения. Предложены методы повышения экологической и экономической эффективности гальванического производства в условиях отсутствия площадей, материальных средств и строгих экологических норматиВ связи с участившимися случаями масштабных аварий на промышленных объектах с причинением многомиллионных ущербов, очевидна пер-востепенность обеспечения экологической безопасности в промышленности. Однако методы идентификации, оценки и анализа значимых опасных факторов производства не разработаны в должной мере, следовательно, управле-