Материал: Комплексные проблемы техносферной безопасности. Актуальные вопросы безопасности при формировании культуры безопасной жизни

ношению к кадмию, свинцу и цинку). Механизм сорбции: Ос кислотноосновное осаждение; С – сорбция на минеральной поверхности; Х – хемосорбция; Ок – окклюзия (вовлечение в структуру полимера).

Постадийная экстракция сорбированного металла (по схеме [9]) показывает, что гумат калия обменно сорбирует не более 2 % свинца и около 7 % сорбции приходится на легко извлекаемые поверхностные комплексы. Весь остальной свинец (88 % от общего количества) образует весьма устойчивые поверхностные комплексы, которые удается разрушить, только применив реактив Тамма. Остаточная сорбция не превышает 3 % [4]. Вследствие этого гумат калия является весьма эффективным сорбентом, однако весьма трудно получаемый в больших количествах, что делает его использование мало эффективным.

Монтмориллонит в зависимости от концентрации свинца в контактирующем растворе обменно сорбирует от 11 до 18 % металла; все остальное количество приходится на специфическую сорбцию (хемосорбцию), причем практически половина от этого количества (31-39 %) обеспечивается слабосвязанными поверхностными комплексами (внешней сферы?), а оставшаяся часть (4251 %)–прочно связанными комплексами, разрушаемыми при экстракции реактивом Тамма. Таким образом, при неограниченной фильтрации растворов, содержащих тяжелые металлы теоретически возможна весьма существенная реэкстракция токсикантов, особенно в условиях снижения рН фильтрата. Остаточная сорбция свинца на монтмориллоните не превышает 5-9 % от первоначально сорбированного металла [6].

Некатализированный аминопласт в этом смысле является наиболее эффективным материалом для создания грунтовых композитов с повышенной сорбционной способностью, способным необратимо сорбировать свинец в процессе полимеризации, что было доказано экспериментами по экстракции металла различными, даже весьма «жесткими» реагентами [5, 7, 8]. Это явление достаточно хорошо известно при проведении полимеризации в эмульсиях, когда образующиеся латексные частицы, представляющие собой ассоциацию индивидуальных мицелл, служат эффективными ловушками для радикалов, которые к тому же способны увеличивать скорость полимеризации [1].

Щелочные добавки – негашеная известь и жидкое стекло – также являются весьма эффективными модификаторами сорбционной емкости грунтов. Даже при небольших количествах – 3-5 % они способны в 1,5-2 раза увеличить сорбционную емкость композита. Однако, при дальнейшей фильтрации растворов, содержащих кадмий, происходит вынос сорбированного металла из модифицированного грунта, поскольку устойчивость гидроксидов тяжелых металлов существенно зависит от кислотных условий. При рН фильтратов 2-3 остаточная сорбционная емкость композита не превышает 1-3 % от ранее сорбированного количества [2, 3], что указывает на достаточно краткосрочный эффект их использования.

51

Силикатные гели, полученные разными способами, и гидроксиды алюминия и закисного железа ведут себя схожим образом. Их сорбционная емкость существенно зависит от рН контактирующего раствора и, если при рН = 5 она вполне сопоставима с действием щелочных добавок, то при рН = 3 – не превышает 0,4-0,5 мг/г вещества. Тем не менее образующиеся при сорбции устойчивые поверхностные комплексы удаляются только реактивом Тамма. Соответственно, указанные модификаторы могут быть весьма эффективны, если технологически возможно создать их высокую концентрацию в грунтовом массиве.

Таким образом, можно говорить о том, что вяжущие, входящие в состав рабочих растворов для инъекционной обработки дисперсных грунтов, могут с успехом использоваться для позитивного изменения всех видов поглощающей способности дисперсных грунтов, происходящих по механизму: осаждения, ионного обмена, хемосорбции.

Наиболее эффективными модификаторами емкости поглощения дисперсных грунтовых композитов являются гидравлические вяжущие, неорганические полимеризационные вяжущие и водорастворимые органические олигомеры класса аминопластов, обладающие наименьшей токсичностью. Гидравлические вяжущие эффективно использовать как регуляторы кислотно-основной буферности грунтовых композитов, жидкое стекло и коллоидный кремнезем дополнительно эффективны для контроля за проницаемостью грунтовых композитов, а аминопласты позволяют избежать вторичного загрязнения окружающей среды за счет необратимой иммобилизации токсикантов.

Литература

1.Беркович А.К., Сергеев В.Г., Медведев В.А., Малахо А.П. Синтез полимеров на основе акрилонитрила. Технология получения ПАН и углеводородных волокон. М., МГУ. 2010. 63 с.

2.Бражник И.А. Влияние модифицирующих добавок на сорбционноосадительную иммобилизацию кадмия на суглинке при фильтрации агрессивного раствора /Вестник Московского университета. Серия 4. Геология. 2006. №

5.с.80-84.

3.Бражник И.А. Влияние модифицирующих добавок на увеличение сорбционной емкости глинистых грунтов /Инженерная геология. 2007. № 3. с.52-54.

4.Родькина И.А., Самарин Е.Н., Ларионова Н.А. Влияние состава аутигенных пленок на сорбцию свинца в песках //Геоэкология. 2009. № 3. с. 248-

5.Родькина И.А., Самарин Е.Н., Вигасина М.Ф. К вопросу возможности использования карбамидных смол для создания искусственных грунтов с

высокой сорбционной емкостью /Вестник МГУ. Серия Геология. 2009. № 6. с.59-

6.Родькина И.А. Грунтовые композиты с добавлением карбамидной смолы с высокой сорбционной емкостью для создания многослойного защитно-

52

го экрана по отношению к свинцу //Диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук. М., МГУ. 2010. 194 с.

7.Родькина И.А., Самарин Е.Н. Создание сорбционных геохимических барьеров по отношению к свинцу на основе аминопласт-грунтовых композитов /Вестник МГУ. Серия Геология. 2015. № 2. с. 98-103.

8.Самарин Е.Н., Родькина И.А. Сорбционные барьеры по отношению

ксвинцу на основе песчаных грунтов, модифицированных аминопластом. //«Комплексные проблемы техносферной безопасности». Материалы Международной научно-практической конференции (г. Воронеж, 12 ноября 2014 г.). Воронеж. Изд-во ВГТУ. 2014. Том IV. с. 132-137.

9.Tessier A., Campbell P.G.C., Bisson M. Sequential Extraction Procedure for the Speciation of Particulate Trace Metals //Analytical Chemistry. 1979. Vol. 51. No. 7. р. 844-851.

Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, геологический факультет, Москва, Россия

E. N. Samarin, I. A. Rodkina, N. С. Kravchenko

THE EFFICIENCY OF SORPTION OF SCREENS ON THE BASIS

OF INJECTION MATERIALS

This paper presents a comparison of the effectiveness of different composites as the main material for the creation of artificial geochemical barriers to heavy metals

Moscow State University named M.V. Lomonosov, geological faculty, Moscow, Russia

УДК614.846.6

М. Р. Сытдыков, А. Г. Шилов

ВОЗМОЖНЫЕ ПУТИ КОМПЛЕКСНОЙ ОЦЕНКИ ЭФФЕКТИВНОСТИ НАДСТРОЕК ОСНОВНЫХ ПОЖАРНЫХ АВТОМОБИЛЕЙ

В работе представлены некоторые подходы к комплексной оценке эффективности надстроек пожарных автомобилей с учетом всех влияющих на эту оценку параметров. Произведен анализ и выбор основных параметров, которые максимальным образом могут или влияют на получение оценки для рассматриваемого ПА

Основные пожарные автомобили (ОПА) в зависимости от преимущественного использования и направлений оперативной деятельности подразделяются на пожарные автомобили общего и целевого применения [1].

Тушение пожаров на объектах транспорта, нефтегазового комплекса, лесоперерабатывающей, химической и нефтехимической промышленности обес-

53

печивают именно ОПА целевого применения [2], которые характеризуются рядом параметров.

Все пожарные автомобили (ПА) должны состоять из следующих основных частей [3]:

базового шасси с кабиной водителя или специальной кабиной для размещения водителя и боевого расчета;

отсеков кузова для размещения насосной установки и пожарнотехнического вооружения;

сосудов для огнетушащих веществ;

насосной установки с коммуникациями;

дополнительной трансмиссии привода насосной установки;

установки порошкового тушения;

лафетного ствола;

дополнительного электрооборудования;

системы дополнительного охлаждения двигателя.

Рассмотрим некоторые подходы комплексной оптимизации всех параметров пожарных надстроек ПА, как смонтированную на базовом шасси совокупность специальных агрегатов и коммуникаций для подачи огнетушащих веществ, емкостей для огнетушащих веществ, отсеков кузова для размещения пожарно-технического вооружения и дополнительного оборудования, для решения вопроса оценки их качества и технической эффективности (рис.).

Рис. Возможное размещение оборудования на пожарные машины

Можно предположить, что в ходе последующих мероприятий по оценке эффективности надстроек ПА и обоснованию оптимального оборудования для установки в отсеках основных пожарных автомобилей и противопожарных автомобилях другого типа (указанных в нормативной документации [1]) может измениться.

Проблема комплексной оценки эффективности (в том числе и технической) ПА в целом и надстроек ПА в частности стоит давно и останется актуальной в будущем, а связано это:

с высоким уровнем и темпами развития технических средств производ-

ства;

54

уменьшением габаритов оборудования и агрегатов с одновременным улучшением их характеристик и свойств;

быстрой урбанизацией, требующей новых идей и требований к ПА и т.д. Так в работах [4, 5] для оценки технической эффективности АЦ и пожар-

ных автомобилей порошкового тушения был применен подход, основанный на общепризнанных закономерностях теории анализа размерностей и π-теоремы.

В свою очередь нормами пожарной безопасности [1] определяющим функциональное назначение ПА в целом и пожарных надстроек в частности, отличающимся стабильностью при технических усовершенствованиях и служащим для определения числовых значений других основных параметров установлен один из основных (базовых) параметров (табл.).

Однако эти данные не дают четкого понимания о технической эффективности ПА или пожарной надстройки применительно к тушению того или иного вида пожара.

Номенклатура показателей, характеризующих свойства ОПА и их применяемость в технической документации, насчитывает более 40 единичных показателей, что с практической стороны вопроса оценки качества и технической эффективности ПА и пожарных надстроек неудобно и требует их унификации и оптимизации [6].

Таблица

Применение главного параметра ПА, определяющего его функциональное назначение

Можно сказать, что мы имеем дело с набором из N элементов спасательного и противопожарного оборудования, входящего в состав надстроек ПА, это множество можно представить следующим образом:

55