Сравнительная оценка эффективности и последствий применения противогололедных реагентов

Библиографический список

1. Кальницкая О.И. Ветеринарно - санитарный контроль остаточных количеств антибиотиков в сырье и продуктах животного происхождения. Автореф. дис. докт. вет. наук.-M, 2010.-42 с.

2. Мелентьева Г.А., Антонова Л.А.Фармацевтическая химия.-М.: Медицина, 1993. - 479с.

3. Тюкавкина Н.А., Лузин А.П., Зурабян С.Э. Органическая химия.-М.: Медицина», 1998. — 496 с.

4. Арзамасцев А.П. Фармацевтическая химия:-М.: ГЭОТАР-Медиа , 2005.-640с.

УДК 504.054

А.А. Г ончаревич, Т.М. Клокова, Е.Д. Ушакова, Г.Н. Заичко

Г осударственное бюджетное образовательное учреждение средняя общеобразовательная школа ГБОУ СОШ № 1062, Москва, Россия

СРАВНИТЕЛЬНАЯ ОЦЕНКА ЭФФЕКТИВНОСТИ И ПОСЛЕДСТВИЙ ПРИМЕНЕНИЯ ПРОТИВОГОЛОЛЕДНЫХ РЕАГЕНТОВ

Выбраны показатели и исследована эффективность Бишофита в сравнении с другими противогололедными реагентами. Установлено, что Бишофит обладает высокой способностью плавить лед при различных температурах. К недостаткам Бишофита относятся более высокая коррозионная агрессивность и способность угнетать рост и развитие растений.

The indicators was selected and investigated the effectiveness of Bishofit in comparison with other deicing reagents. Found that Bishofit has a high ability to melt ice at various temperatures. The disadvantages include higher Bishofit corrosivity and the ability to inhibit the growth and development of plants.

Современный город не сможет функционировать без противогололедных реагентов (ПГР) в зимний период. В соответствии с технологией ПГР с проезжих частей и тротуаров должны смываться в ливневую канализацию или вывозиться на снегоплавильные пункты, а все стоки утилизироваться на городских очистных сооружениях.

Табл. 1. Результаты исследования почв микрорайона Митино: значения рН, содержание хлорид - ионов и индикация почв по кресс-салату

№ образца Место отбора Г од отбора пробы рН Содержание хлорид - ионов в вытяжке почвы, мг/л Всходы кресс-салата

Количество на 7 день Качество всходов

Песок 7 0 48

1. Бассейн «Жемчужина» 2009 7 3 21

2012 6,5 2 31

2. Школа № 1062 2009 5,5 1 40

2012 6 1 42

3. Радиорынок 2009 5 1 42 Поздние. Слабые длинные стебли

2012 5 1 41

4.ТЦ «Нептун» 2009 7 2 27

2012 6 1 39

5. ТЦ «Митино» 2009 7 2 37 Крепкие

2012 7 2 39

6. Митинская ул., 17 2009 7 2 33 Поздние

2012 6 1 38

7. ТЦ«Ладья» 2009 6 1 40 Ранние

2012 7 2 36

8. Митинская ул^ 25 2009 6,5-7 2 31 Ранние

2012 7 2 34

На базе школьной лаборатории ГБОУ СОШ № 1062 проведено наблюдение и комплексное изучение состояния почв 8 участков микрорайона Митино г. Москвы за период 2008 - 2012 гг. (таблица 1). Обнаружены участки, постоянно загрязненные хлоридами, на которых рост и развитие растений затруднено. Исходные почвы СЗАО г. Москвы минимально загрязнены и иногда обновляются с помощью растительного грунта, поэтому ухудшение их состояния может быть связано с попаданием на них ПГР.

В Москве чаще используют твердые ПГР, содержащие хлориды натрия, кальция, магния и жидкий ПГР на основе ацетата калия. Применяется также Бишофит - технический хлорид магния ХММ, который должен заменить другие ПГР.

Нами проведена сравнительная оценка эффективности и последствий применения Бишофита и перечисленных ПГР. Для этого потребовалось:

• Выполнить анализ требований, предъявляемых к ПГР. Выбрать показатели для сравнения реагентов, экспериментальная оценка которых возможна в условиях школьной лаборатории;

• Провести сравнительные исследования ПГР по выбранным показателям;

• Оценить вред ПГР

Анализ литературы показал - лучшим является тот реагент, который при наиболее низкой температуре быстрее расплавит большее количество снега и льда и окажет наименьшее действие на окружающую среду и материалы.

В работе для сравнения эффективности реагентов были выбраны следующие свойства:

• способность плавить лед и понижать точку замерзания воды;

• коррозионная активность;

• состав и свойства почвы после применения реагентов.

Результаты эксперимента:

1. Рассчитано с использованием второго закон Рауля (1) и показано экспериментально понижение температуры замерзания растворов ПГР (таблица 2). Концентрации растворов выбраны в соответствии с расчетами при разных расходах ПГР и высоте слоя выпавших осадков.

^зам _ Кзам * "Ст * V

где Ст - моляльность раствора, моль/1000 г Н2О;

Кзам - криоскопическая постоянная воды;

V - число ионов, образующихся из одной молекулы электролита.

Межионное взаимодействие и сольватацию ионов в расчетах не учитывали.

Табл. 2. Понижение температуры замерзания растворов ПГР

ПГР ШС1 СаС12 Бишофит СН3СООК

Мг 58,5 111 95 (М^Ь) 98

ЮПГР, % 5 10 20 5 10 20 5 10 20 5 10 20

Wсоли, % 5 10 20 5 10 20 2,4 4,92 ,3 о" ^ 5 10 20

Ст 0,90 1,90 4,27 0,47 1,00 2,25 0,26 0,54 1,22 0,54 1,13 2,55

V 2 3 3 2

Дtзам, 0С 3,35 7,07 15,8 8 2,65 5,59 ,5 1,44 3,04 6,78 2,01 4,20 9,49

По убыванию способности понижать температуру замерзания растворов при одинаковом расходе, реагенты образуют следующий ряд:

Хлорид натрия ^ Хлорид кальция ^ Ацетат калия ^ Бишофит

2. Экспериментально установлено, что Бишофит обладает высокой способностью плавить лед в широком интервале температур.

Хлорид натрия

Хлорид кальция

Бишофит

Ацетат калия

Рис. 1. Зависимость равновесной плавящей способности ИГР от температуры

При температурах ниже -2 0С по эффективности он превосходил все остальные хлориды. При комнатной температуре способность реагентов плавить лед при одинаковом расходе убывала в следующем ряду:

Хлорид кальция ~ Бишофит ^ Хлорид натрия ^ Ацетат калия

3. Исследована коррозия стали марки Ст3 в растворах ПГР (таблица 3). Сталь углеродистая обыкновенного качества Ст2 и Ст3 применяется для изготовления проволоки, гвоздей, заклёпок, крепёжных деталей, фасонного проката. Для опытов использовали стальные скрепки.

30

Ь

в

ь

т

о н

8 Рн

и м И ^ аа

э 2

Й ~ а л в

я

а

н

о

е

Й

о

н

Й

а

ЄЧ

25

20

15

10

1 .1

1.. .

1

-2

-10

-20

і, °С

5

0

5

Табл. 3. Потеря массы скрепок в растворах ИГР

ПГР Вода Хлорид натрия Хлорид кальция Бишофит Ацетат калия

Концентрация, % 5 10 20 5 10 20 5 10 20 5 10 20

рН 7 7 7 6 5,5 5,5 5,5 5,0 5,0 7 7,5 8

Потеря массы скрепки через 3 месяца, % 8,1 6,2 2,9 2,4 9,5 5,2 3,8 10,1 6,4 4,8 1,5 4,1 2,5

Установлено, что растворы Бишофита и хлорида кальция имеют слабо - кислую реакцию среды (рН ~ 5,0-5,5) и обладают близкой и очень высокой коррозионной агрессивностью по сравнению с растворами хлорида натрия (рН ~ 7) и водой. С увеличением содержания хлоридов в растворах концентрация кислорода уменьшается и скорость коррозии падает. В сравнении с хлоридами коррозия стали в растворе ацетата калия (рН ~ 8) мала.

4. С использованием экспресс - методики индикации почвы по кресс-салату исследовано влияние однократного полива растворами ПГР на рост и развитие растений. Стебли растений после полива растворами концентрацией 20 % и 5 % растворами Бишо-фита и хлорида натрия потеряли упругость и большая часть всходов погибла. Обработка 5 % растворами ацетата калия и хлорида кальция не повлияла на состояние соответственно 90 % и ~ 50 % ростков, которые на второй день после полива растворами имели первоначальный внешний вид.

По возрастанию угнетающего действия на растения реагенты можно расположить в следующей последовательности:

Ацетат калия ^ Хлорид кальция ^ Хлорид натрия ^ Бишофит

Выводы:

Бишофит обладает высокой способностью плавить лед при различных температурах, однако при одинаковом расходе уступает другим ПГР по способности понижать температуру замерзания растворов.

К недостаткам Бишофита относятся также более высокие коррозионная агрессивность и способность угнетать рост и развитие растений по сравнению с другими ПГР.

Библиографические ссылки

1. Краткий справочник физико-химических величин/сост. Барон Н.М, Равдель А.А., Тимофеева З.Н., Пономарева А.М., под ред. А.А. Равделя и А.М. Пономаревой. - СПб.: Специальная литература, 1998. - 232 с.

2. Руководство по борьбе с зимней скользкостью на автомобильных дорогах. Отраслевой дорожный методический документ. Росавтодор.- М.: ФГУП Информавтодор, 2003. - 72 с.

3. Экология Москвы и устойчивое развитие /сост. Ягодин Г.А., Аргунова М.В., Моргун Д.В., Плюснина Т.А. , под ред. Г.А. Ягодина. - М.: Московский учебник, 2008 - 56 с.