ИССЛЕДОВАНИЕ ПОВЕДЕНИЯ ПОЛИХЛОРИРОВАННЫХ БИФЕНИЛОВ ПРИ ВЫСОКОТЕМПЕРАТУРНОМ НАГРЕВЕ В ИНЕРТНОЙ И ВОЗДУШНОЙ СРЕДАХ

Куликова Т. В., Майорова А. В., Шуняев К. Ю., Институт металлургии Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
Ильиных Н. И., Уральский технический институт связи и информатики Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики, Екатеринбург, Россия

Уникальные технологические и физико-химические свойства полихлорированных бифенилов (ПХБ), огромные объемы их производства, заметная летучесть и растворимость, высочайшая химическая инертность привели к глобальному распространению ПХБ-содержащего оборудования и материалов и, как следствие, ко всеобъемлющему загрязнению окружающей среды этими веществами. Как это часто бывает, опасность ПХБ долгое время недооценивалась. Они весьма токсичны. Синтез ПХБ, как и других ароматических полихлорированных соединений, приводит к образованию самых опасных из известных человечеству химических веществ — полихлорированных дибензо-n-диоксинов (ПХДД) и дибензофуранов (ПХДФ).

В настоящее время уделяется повышенное внимание разработке методов утилизации экотоксикантов. В России преимущественно используются термическое сжигание в доменных и сталеплавильных печах, разложение в цементных печах, плазмохимическое и высокотемпературное термоокислительное уничтожение.

В данной работе методами термодинамического моделирования с использованием программного комплекса «TERRA» проведено исследование поведения ПХБ при высокотемпературном нагреве от 298 до 1 600 К с шагом по температуре 100 К в атмосфере аргона и воздуха при общем давлении 1 атм.

Для моделирования поведения газообразных ПХБ в различных термических условиях и атмосферах необходимо располагать информацией об их термохимических свойствах: стандартной энтальпии образования (∆Н⁰₂₉₈), стандартной энтропии образования (S⁰₂₉₈), изменении энтальпии при нагревании вещества от 0 до 298,15 К (Н⁰₂₉₈–Н⁰₀), температурах и энтальпиях фазовых переходов соединений, температурных зависимостях удельной теплоемкости. На основании этих данных для каждого соединения рассчитаны коэффициенты полиномов, аппроксимирующих температурную зависимость приведенной энергии Гиббса, и записаны в базу данных программного комплекса «ТЕRRА».

Существует 209 индивидуальных конгенеров ПХБ, отличающихся числом и положением атомов хлора в молекуле. Для исследования были выбраны наиболее распространенные соединения ПХБ, содержащие от 1 до 5 атомов хлора. В выборе изомеров преимущество отдавалось орто-незамещенным ПХБ, так как они наиболее токсичны и оказывают действие, аналогичное действию полихлорированных диоксинов и фуранов. Конгенеры, не содержащие атомы хлора в орто-положениях молекулы (орто-незамещенные ПХБ), могут принимать планарную конфигурацию, которая энергетически наиболее выгодна. Такие конгенеры изостереоизомерны ПХДД и ПХДФ и наиболее опасны.

Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ, № 08-03-00362-а.

THE INVESTIGATION OF BEHAVIOR OF POLYCHLORINATED BIPHENYLS AT HIGH-TEMPERATURE HEATING IN THE INERT GAS AND AMBIENT AIR MEDIA

Kulikova T. V., Mayorova A. V., Shunyaev K. Yu., Institute of Metallurgy, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Ekaterinburg, Russia
Ilinykh N. I., Ural Technical Institute of Communications and Informatics, Siberian State University of Telecommunications and Informatics, Ekaterinburg, Russia

Some thermal and chemical properties have been specified for gaseous polychlorinated biphenyls containing about 1 to 5 atoms of chlorine. These include: the standard enthalpy of formation (∆Н⁰₂₉₈), standard entropy of formation (S⁰₂₉₈), change in enthalpy when material is heated from 0 to 298.15 K (Н⁰₂₉₈–Н⁰₀), temperatures and enthalpies of phase transitions of substances, temperature effect on calorific value.

The thermodynamic modeling method and TERRA software were used to examine the PCB behavior in the process of high-temperature heating. The modeling conditions were as follows: the total pressure P = 10⁵ Pa, study medium: Ar and ambient air; the temperature range 298 to 1600 K, and temperature increase interval at 100 K.

Главная страница

Сведения об авторах

Куликова Татьяна Владимировна, канд. хим. наук, ст. науч. сотр., Институт металлургии УрО РАН, ул. Амундсена, 101, к. 229, Екатеринбург, 620016, Россия. Тел. (343) 232-90-36. E-mail
Майорова Анна Владимировна, аспирант, Институт металлургии УрО РАН, ул. Амундсена, 101, к. 229, Екатеринбург, 620016, Россия. Тел. (343) 232-90-36
Шуняев Константин Юрьевич, д-р хим. наук, зав. лабораторией аналитической химии, Институт металлургии УрО РАН, ул. Амундсена, 101, к. 417, Екатеринбург, 620016, Россия. Тел. (343) 267-89-36. E-mail
Ильиных Нина Иосифовна, канд. физ.-мат. наук, ст. науч. сотр., кафедра высшей математики и физики, Уральский технический институт связи и информатики Сибирского государственного университета телекоммуникаций и информатики, ул. Репина, 15, Екатеринбург, 620109, Россия. Тел. (343) 359-91-02. E-mail

Последние изменения внесены 14.08.08