Влияние основных компонентов на определение концентрации лигнинных веществ

Вместе с тем, стоки ЦБП являются очень сложной многокомпонентной системой, которая содержит в своем составе множество различных органических и неорганических веществ, что и обуславливает трудности, связанные с определением концентрации лигнина (не разделяя предварительно поток на составляющие компоненты). В связи с этим встает задача определения мешающего влияния на точность определения основных групп компонентов, входящих в состав сточных вод. Это прежде всего: фенольные вещества, жирные и смоляные кислоты, спирты, летучие кислоты и др.

Компонентный состав фракции летучих фенолов в процессе очистки сточных вод на Соломбальском ЦБК определяли методом газожидкостной хроматографии. Экспериментальные данные показали, что основным представителем фракции летучих фенолов является гваякол (~90...95%).

Для установления влияния компонентов, присутствующих в стоке, на изменение потенциала цериевой системы были выбраны основные их представители. Эксперименты по определению изменения потенциала медиатора проводили на модельных соединениях в условиях реализации анализа.

В качестве модельных соединений были выбраны следующие вещества: та группы фенолов - гваякол; из летучих кислот - уксусная кислота; метанол; из группы смоляных кислот - абиетиновая кислота, из группы жирных кислот - олеиновая кислота.

Подбор концентраций осуществляли следующим образом: за минимальную концентрацию выбранных веществ для исследований принимали максимально возможную концентрацию, присутствующую в стоке (по литературным данным и по данным производственной лаборатории цеха БОПС Солом-бальского ЦБК). Изменения потенциала цериевой системы при введении модельных веществ и применяемые для исследований концентрации приведены в таблице 5.

Таблица 5 - Изменение потенциала цериевой системы при указанных концентрациях загрязняющих веществ и дистиллированной воды

Вещество	С, мг/дм³	,мВ
Вода дистиллированная
Метанол
Уксусная кислота
Гваякол
Абиетиновая кислота
Олеиновая кислота

Эксперименты показали, что данные вещества, за исключением гваякола, не окисляются цериевой системой, следовательно, можно предположить, что они не вносят вклад в изменение потенциала при определении лигнинных веществ. Для подтверждения полученного факта увеличивали реально присутствующую концентрацию еще в несколько раз. График зависимости изменения потенциала от концентрации модельных веществ "загрязнителей" приведен на рисунке 5.

Рисунок 5 - Изменение потенциала цериевой системы

Результаты эксперимента, представленные на рисунке 5, подтвердили предположение о том, что из всех веществ, реально присутствующих в сточной воде может оказывать влияние на изменение потенциала ОВС только гваякол. Однако, учитывая разность в концентрациях лигнинных веществ (100...400 мг/дм3) и гваякола (0,8...4 мг/дм3), присутствующих в сточной воде, можно сделать заключение, что фенольные вещества будут вносить вклад в изменение потенциала медиатора в пределах погрешности метода.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. На примере органической окислительно-восстановительной пары гидрохинон-хинон показано, что «эффективный» потенциал, являющийся критерием реакционной способности родственных лигнину соединений, по своему термодинамическому смыслу тождественен стандартному окислительно-восстановительному потенциалу.

2. Установлено, что в процессе биологической очистки величина «эффективного» потенциала лигнинных веществ увеличивается на 26 мВ, что свидетельствует о различной активности данных компонентов в редокс-заимодействиях

3. Показано, что при разработке корректного способа определения лигнинных компонентов, основанного на характеристике окислительно-восстановительных свойств по величине ₀₂* необходим учет данного параметра в конкретных точках аналитического контроля

4. Определена возможность применения медиатора на основе сульфатов церия (1П, IV) для определения содержания лигнинных веществ. Показано, что в выбранном интервале концентраций зависимость изменения потенциала от содержания лигнинных веществ графически характеризуется прямой линией с высоким коэффициентом корреляции (г = 0,99)

5. Показано, что оптимальными условиями применения медиатора на основе сульфатов церия для определения концентрации лигнинных веществ в сточных водах являются: соотношение Се⁴⁺ Се³⁺ =100 1, С_Ce₄₊= 0,001 моль/дм³; раствор медиатора приготовлен на 0,25 моль/л H₂ SO₄

6. Разработан способ определения концентрации лигнинных веществ в сточных водах ЦБП, определена относительная погрешность данного способа, которая составила 10% Установлено, что сопутствующие вещества, присутствующие в сточной воде, вносят вклад в изменение потенциала в пределах погрешности метода

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАНОЙ ЛИТЕРАТУРЫ:

1 Айзенштадт, А М Анализ компонентного состава фракции летучих фенолов сточных вод предприятий ЦБП методом газожидкостной хроматографии [Текст] / А М Айзенштадт, М. В Богданов, К Г Боголицын, А А Абросимова [и др ] // Целлюлоза Бумага. Картон. - 2004 - №9 - С 78

2. Абросимова, А А Оценка изменения реакционной способности лигнинных веществ в процессе биологической очистки сточных вод [Текст] / А А Абросимова, А М Айзенштадт, М В Богданов // Матер межд конф «Физикохимия лигнина», Архангельск, 3-6 июля 2005 г - Архангельск- Изд-во АГТУ -2005 - С. 125-128

4 Абросимова, А А Разработка оксредметрического способа определения лигнинных веществ в сточных водах сульфат-целлюлозного производства [Текст] / А. А Абросимова // Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов- сборник научных трудов — Архангельск Изд-воАГТУ -2006.-С 8-12.

5 Айзенштадт, А М.К вопросу об эффективном потенциале родственных лигнину фенолов [Текст] / А. М Айзенштадт, М. В Богданов, К. Г. Бо-голицын, А. А. Абросимова // Лесной журнал - 2006.- №3. - С 91-97 - (Изв. высш. учеб. заведений).

6 Шинкарук, А А. Использование оксредметрии для аналитического контроля сточных вод ЦБП [Текст] / А А. Шинкарук, А. М. Айзенштадт, М В Богданов // Матер II межд конф. «Физикохимия лигнина», Архангельск, 3-6 июля 2007 г - Архангельск- Изд-во АГТУ - 2007 - С 77-80