Physical and chemical modeling of system: formic acid – formaldehyde – oxygen – water and ecological assessment of its impact on the environment

Abstract

Wastewaters are one of the global environmental problems. Since in our environment all the substances and processes are closely linked with each other pollutants contained in the wastewater are detrimental to the entire ecosystem and humanity. Such pollutants included in the organic oxide are formic acid and formic aldehyde. In this work we have studied the system formic aldehyde formic acid-oxygen-water. In the laboratory using Winkler's method and apparatus were measured with a YSI 95 the amount of dissolved oxygen in waters of the model, the chemical need for oxygen was determined by the method of permanganate oxidation, and the biological need for oxygen was measured using Oxitop apparatus, also were taken to determine the acidity and temperature of the investigated waters. There were created computer models of systems, carefully compared among themselves and carried out an environmental impact assessment of formic aldehyde and formic acid on the environment.Keywords: Formic acid, formic aldehyde, physico-chemical modeling, environmental assessment

В магистерской диссертации рассмотрена: система муравьиная кислота-муравьиный альдегид-кислород-вода и анализированы техногенные источники выделения муравьиной кислоты, муравьиного альдегида; отмечены их техногенные нагрузки в окружающей природной среде. Изложены экологические стандарты и составлен краткий обзор литературы. В экспериментальной части приведены методики определения кислорода в воде методом Винклера и на основе аппарата YSI 95, а также методики определения химического и биологического потребления кислорода с целью определения органических загрязнителей в воде.Составлены физико-химические модели системы: муравьиная кислота-муравьиный альдегид-кислород-вода при минимуме энергии Гиббса и рассчитаны термодинамические параметры. Найдено концентрационное распределение компонентов и частиц в растворе. С целью снижения концентрации муравьиной кислоты и муравьиного альдегида в воде были использованы оксиды и гидрооксиды кальция, магния,бария при различных значениях температуры. Соответственно рассмотрены системы: НСООН-НСОН-О2-Н2О, НСООН-НСОН-О2-Н2О-СаО, НСООН-НСОН-О2-Н2О-Ca(OH)2, НСООН-НСОН-О2-Н2О-MgO, НСООН-НСОН-О2-Н2О-Mg(OH)2, НСООН-НСОН-О2-Н2О-BaO, НСООН-НСОН-xО2-Н2О-Ba(OH)2 и показаны изменения физико-химических и термодинамических параметров системы. Отмечено, что муравьинный альдегид из газовой фазы переходит в водный раствор и образует муравьинную кислоту, а гидрооксиды металлов с муравьиной кислотой образуют соли, и тем самым уменьшают их концентрации в окружающей природной среде. В технологических целях для уменьшения концентрации муравьиной кислоты и муравьиного альдегида в водной среде использован оксид (гидроксид) кальция, как более доступное местное сырье.В заключении изложены выводы и приведены литературные источники и приложения. По результатам исследований опубликована одна научная статья во втором номере журнала «Известия вузов Кыргызстана»,г.Бишкек.Ключевые слова: муравьиная кислота, муравьиный альдегид, физико-химическое моделирование, экологическая оценка