![]() |
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИПМех РАН |
||
Обзор и анализ отечественных и зарубежных литературных источников по молекулярной структуре ПАУ в выбросах производства алюминия, по исследованию их химического состава, физико-химических свойств и их особенностей в зависимости от источников и причин их образования и выбросов; - Анализ методов, в том числе локального и фазового анализа по обнаружению и определению ПАУ и их дифференциации по источникам выбросов, предложения по дополнению перечня используемых в работе физико-химических методов в целях их апробации при исследовании ПАУ (в частности БаП); - Аналитический обзор литературы о возможности дифференциации выбросов ПАУ по источникам их образования (производство алюминия, объекты теплоэнергетики, отопительные печи и котлы, транспорт и др.) по характерным маркерам (в том числе профилю ПАУ). Определение порядка отбора проб для такой дифференциации, вида оборудования и методики проведения анализа.
Review and analysis of domestic and foreign literary sources on the molecular structure of PAHs in emissions from aluminum production, on the study of their chemical composition, physicochemical properties and their characteristics depending on the sources and causes of their formation and emissions; - Analysis of methods, including local and phase analysis for the detection and determination of PAHs and their differentiation by emission sources, proposals for supplementing the list of physicochemical methods used in the work in order to test them in the study of PAHs (in particular, BaP); - Analytical review of the literature on the possibility of differentiating PAH emissions by sources of their formation (aluminum production, heat power facilities, heating furnaces and boilers, transport, etc.) by characteristic markers (including the PAH profile). Determination of the sampling order for such differentiation, the type of equipment and the analysis methodology.
- Формирование уровней загрязнения ПАУ атмосферного воздуха городов определяется объемами и составом выбросов из антропогенных источников, а также особенностями ландшафта и метеорологических условий распространения загрязняющих веществ. - Наблюдаемые концентрации ПАУ в любой момент времени представляют собой баланс прямой эмиссии, с одной стороны, трансформации, сухого осаждения и вымывания осадками – с другой. - Дифференциация выбросов по источникам литературы может осуществляться за счет расширения списка контролируемых ПАУ (от 16 до 40 на настоящий момент), сопутствующих БаП, отличающихся по молекулярной структуре и массе, по присутствию алкилированных и гетероциклических производных, по характеристическому соотношению указанных соединений в воздухе, а также по набору указанных соединений как в газовой, так и твердой фазе (на взвешенных частицах аэрозоля).
- Определение бенз(а)пирена может являться маркером загрязнения и другими ПАУ, а идентификация и определение других ПАУ, их соотношение может позволит сделать выводы о происхождении и идентификации источника загрязнения. - Хроматографические методики определения ПАУ являются наиболее разработанными методиками среди других методов аналитической химии. - Газовая хромато-масс-спектрометрия (ГХ-МС) является «золотым стандартом», сочетающим преимущества идентификации и возможностей количественного анализа для многокомпонентных сложных смесей, к которым, несомненно, относятся смеси ПАУ. Именно поэтому с движением в сторону большей доступности оборудования для ГХ-МС она все больше завоёвывает позиции как метод выбора для определения ПАУ в различных объектах. - При определении только основной группы из 16 ПАУ можно ограничиться более ГХ-МС с применением квадрупольного масс-анализатора. - При разделении веществ с близкими свойствами и изомеров также необходимо применять дополнительный метод, ВЭЖХ с флуориметрическим детектированием. - ВЭЖХ использует другие принципы и механизмы разделения, поэтому обеспечивает альтернативную селективность, которая дополнительно регулируется за счет выбора длин волн возбуждения и регистрации флуоресценции. - Сочетание двух методов ГХ-МС и ВЭЖХ-ФЛД при определение ПАУ способно обеспечить достоверность анализа сложных объектов, к которым относятся взвешенные вещества отходящих газов промышленных выбросов, атмосферная пыль, почва и растительные индикаторные объекты (последние являются естественными пассивными пробоотборниками ПАУ). - Сочетание методов и достоверность информации - необходимый ключ к поиску решения проблемы дифференцирования источников выбросов.
Согласно отечественным и зарубежным источникам во всем мире интерес к проблеме ПАУ с начала 80-х годов прошлого столетия не только не ослабевает, но и возрастает с каждым днем - Опубликовано более 40000 работ, связанных как с оценкой физиологического действия ПАУ, так и посвященных проблемам разработки современных инструментов для определения ПАУ и их применения в том числе для мониторинга, оценки загрязнения и дифференцирования различных источников загрязнения. - Установлено, что более 90 % аэротехногенно выделяющегося БаП мигрирует в сорбированном на частицах сажи и пыли состоянии с воздушными потоками, в результате чего данное вещество обнаруживается в достаточно высоких концентрациях на значительных расстояниях (до 5-10 км, а иногда и 100 км) от источника загрязнения. - Подходы к дифференцированию источников являются наименее разработанной тематикой, так как априори необходимы более совершенные подходы и методы анализа, накопление достоверных данных по масштабам загрязнения и влиянию источников, чтобы уже на основе таких данных разрабатывать модели для вычленения отдельных факторов и маркеров.
Хоздоговор, средства организации государственного сектора (608) |
# | Сроки | Название |
1 | 1 сентября 2020 г.-3 декабря 2020 г. | Определение физического состояния и структуры ПАУ, в том числе бенз(а)пирена в фонарных выбросах производства алюминия |
Результаты этапа: Показано, что проблема загрязнения окружающей среды ПАУ антропогенного характера носит глобальный характер. Формирование уровней загрязнения ПАУ атмосферного воздуха городов определяется объемами и составом выбросов из антропогенных источников, а также особенностями ландшафта и метеорологических условий распространения загрязняющих веществ. Наблюдаемые концентрации ПАУ в любой момент времени представляют собой баланс прямой эмиссии, с одной стороны, трансформации, сухого осаждения и вымывания осадками – с другой. Установлено, что более 90 % аэротехногенно выделяющегося БаП мигрирует в сорбированном на частицах сажи и пыли состоянии с воздушными потоками, в результате чего данное вещество обнаруживается в достаточно высоких концентрациях на значительных расстояниях (до 5-10 км, а иногда и 100 км) от источника загрязнения. К настоящему времени опубликовано более сорока тысяч работ, связанных как с оценкой физиологического действия ПАУ, так и посвященных проблемам разработки современных инструментов для определения ПАУ и их применения в том числе для мониторинга, оценки загрязнения и дифференцирования различных источников загрязнения. Подходы к дифференцированию источников являются наименее разработанной тематикой, так как априори необходимы более совершенные подходы и методы анализа, расширение круга определяемых соединений, выявления специфического набора маркеров, связанных с происхождением ПАУ, накопление достоверных данных по масштабам загрязнения и влиянию источников для разработки методологии от пробоотбора до многофакторной статистической обработки результатов анализа для идентификации и определения ПАУ в атмосферном воздухе по источникам их образования, включая производство алюминия, объекты теплоэнергетики, отопительные печи и котлы, транспорт и др. Обзор отечественных и зарубежных литературных источников показал, что на сегодняшний день проблема дифференциации выбросов ПАУ по источникам их образования, включая цветную металлургию, объекты теплоэнергетики, отопительные печи и котлы, транспорт и др., не решена. При этом в рамках аналитического обзора продемонстрирована перспективная возможность дифференциации выбросов, в том числе БаП, как по химическому профилю самих ПАУ (отличающихся по молекулярной структуре и массе, по присутствию алкилированных и гетероциклических производных, по характеристическому соотношению указанных соединений в воздухе, а также по набору указанных соединений как в газовой, так и на взвешенных частицах аэрозоля), так и по химическому профилю, прежде всего элементному составу, взвешенных частиц и ад(аб)сорбтива на частицах пыли, содержащейся в фонарных газах. Для разработки методологии, включающей принципы пробоотбора и пробоподготовки, а также методики идентификации, определения ПАУ, в том числе БаП, и дифференцирования по источникам их образования, необходимо привлечения совокупности современных методов химического анализа, а именно ГХ-МС, ВЭЖХ-Флд, ИК- и КР-спектроскопии, методов ТГА и ДТА, атомно-эмиссионной спектроскопии с индуктивно-связанной плазмой, рентгенофлуоресцентного анализа, использования универсального CHNOS элементного анализатора и некоторых других. Сочетание таких методов позволит выявить набор специфических молекул- и элементов-маркеров, а также их характеристических соотношений как для газовой фазы, так и взвешенных частиц аэрозоля воздуха в целях идентификации источников выбросов ПАУ. | ||
2 | 1 сентября 2020 г.-21 марта 2021 г. | Определение физического состояния и структуры ПАУ, в том числе бенз(а)пирена в фонарных выбросах производства алюминия |
Результаты этапа: Проведены исследования молекулярной структуры, свойств и фазового состава ПАУ (в частности бенз[а]пирена) от наиболее распространенных источников антропогенного загрязнения атмосферного воздуха, в том числе производства алюминия, объектов теплоэнергетики, отопительных печей и котлы, транспорта и др., современными физико-химическими методами: спектроскопия комбинационного рассеяния для определения фазового состава ПАУ (в том числе бенз[а]пирена); ИК-спектроскопия с Фурье преобразованием и приставкой ATR для исследования молекулярной структуры ПАУ (в том числе бенз[а]пирена); термогравиметрический анализ с приставкой хромато-масс-спектрометрометрии с нагревом, позволяющий проводить анализ газов - продуктов термического разложения; сканирующая электронная микроскопия и динамическое светорассеяние для определения микроструктуры и среднего размера частиц; дифракционные методы (просвечивающая электронная микроскопия и рентгенофазовый анализ) для определения фазового состава ПАУ (в том числе бенз[а]пиренов); | ||
3 | 1 марта 2021 г.-1 августа 2021 г. | Определение физического состояния и структуры ПАУ, в том числе бенз(а)пирена в фонарных выбросах производства алюминия |
Результаты этапа: Проведены: Качественная и количественная оценка доли ПАУ (бенз[а]пирена), поступающего в атмосферу с фонарными выбросами электролизных корпусов и выбросами других антропогенных источников в виде аэрозольных (сконденсированных) частиц и ад(аб)сорбтива на частицах пыли, содержащейся в фонарных газах, с привлечением методов спектроскопии комбинационного рассеяния, ИК-спектроскопии, а также высокоэффективной жидкостной хроматографии с флуориметрическим детектором и газовой хроматографии с масс-cпектрометрическим детектором. Исследование указанными методами различий структуры и свойств ПАУ в зависимости от источников их выбросов, включая производство алюминия, сжигание топлива, в том числе в домовых печах и отопительных котлах, транспорт и др. Разработка и апробация доступных методов дифференциации ПАУ в атмосферном воздухе по источникам их выбросов. Методологическое руководство отбором проб в зонах повышенных концентрацийбенз(а)пирена в атмосферном воздухе и экспериментальное подтверждение маркера ПАУ (профиля) в пробах выбросов производства алюминия, объектов теплоэнергетики, отопительных печей и котлов, транспорт и др. Формирование методики отбора проб и анализа с целью дифференциации при суммарном наличии ПАУ от различных источников. | ||
4 | 2 августа 2021 г.-25 декабря 2022 г. | Определение физического состояния и структуры ПАУ, в том числе бенз(а)пирена в фонарных выбросах производства алюминия |
Результаты этапа: Проведено: Обобщение результатов исследований физического состояния и структуры ПАУ в фонарных выбросах и выделяющихся при основных технологических операциях (перестановка штырей, межоперационный режим) с определением их количеств в виде аэрозольных (сконденсированных) частиц и в виде ад(аб)сорбтива на частицах пыли, содержащейся в газах. Разработка методических рекомендаций по доказательным и доступным методам дифференциации ПАУ в атмосферном воздухе в зависимости от источникам их выбросов, включая производство алюминия, объекты теплоэнергетики, отопительные печи и котлы, транспорт и др. |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".