[go: up one dir, main page]

RU2166991C1 - Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles - Google Patents

Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles Download PDF

Info

Publication number
RU2166991C1
RU2166991C1 RU2000125964/12A RU2000125964A RU2166991C1 RU 2166991 C1 RU2166991 C1 RU 2166991C1 RU 2000125964/12 A RU2000125964/12 A RU 2000125964/12A RU 2000125964 A RU2000125964 A RU 2000125964A RU 2166991 C1 RU2166991 C1 RU 2166991C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
radical
water
microclusters
carbon
ion
Prior art date
Application number
RU2000125964/12A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
В.Л. Воейков
А.В. Волков
С.Э. Кондаков
К.Н. Новиков
В.М. Розенталь
Original Assignee
Царегородцев Андрей Витальевич
Розенталь Вадим Михайлович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Царегородцев Андрей Витальевич, Розенталь Вадим Михайлович filed Critical Царегородцев Андрей Витальевич
Priority to RU2000125964/12A priority Critical patent/RU2166991C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2166991C1 publication Critical patent/RU2166991C1/en

Links

Images

Landscapes

  • Water Treatment By Sorption (AREA)

Abstract

FIELD: chemical technology, ecology. SUBSTANCE: invention relates to human vital activity and can be used for improvement of water consumer quality supplying from municipal water supply line, accumulative capacities or natural sources by its treatment and conditioning. Method involves the use of carbon microclusters or substances containing carbon microclusters for treatment of water from radical and ion-radical particles. Natural mineral schungite containing carbon microclusters can be used as an agent for treatment of water from radical and ion-radical particles. Agent provides water purification from mechanical impurities and usual organic compounds and from substances with radical and ion-radical structure also. EFFECT: improved consumer drinking water quality, enhanced biological value of water. 2 cl, 2 tbl

Description

Изобретение относится к использованию средств для улучшения потребительских качеств питьевой воды, поступающей из водопровода, накопительных емкостей или природных источников путем ее очистки и кондиционирования. Изобретение предназначено для различных отраслей народного хозяйства, но может найти наибольшее распространение для поддержания здоровья человека и животных и улучшения их экологической среды существования. The invention relates to the use of funds to improve the consumer qualities of drinking water coming from a water supply system, storage tanks or natural sources by cleaning and conditioning it. The invention is intended for various sectors of the national economy, but may find the greatest distribution to maintain human and animal health and improve their ecological environment.

При обработке воды газообразным хлором в ней образуется хлорноватистая кислота, которая как сама по себе, так и в виде ее солей - гипохлоритов является сильным окислителем. Благодаря этим свойствам хлор, хлорноватистую кислоту и гипохлориты используют в качестве дезинфицирующих средств, в частности для обеззараживания воды на станциях водоочистки (Статья "Гипохлориты", Химическая энциклопедия, М., Советская энциклопедия, 1988, т. 1, с. 573-574) [1]. When water is treated with gaseous chlorine, hypochlorous acid is formed in it, which, both by itself and in the form of its salts, hypochlorites, is a strong oxidizing agent. Due to these properties, chlorine, hypochlorous acid and hypochlorites are used as disinfectants, in particular for disinfecting water at water treatment plants (Article "Hypochlorites", Chemical Encyclopedia, M., Soviet Encyclopedia, 1988, v. 1, p. 573-574) [1].

Вода, подвергаемая хлорированию, всегда содержит органические молекулы, которые при взаимодействии с гипохлоритами превращаются в хлорорганические соединения. В качестве побочных продуктов этих реакций образуются радикальные и ион-радикальные частицы, которые могут обладать в отличие от обычных свободных радикалов весьма длительным временем жизни (Dean R.T. & all. Biochemistry and pathology of radical - mediated protein oxidation., Biochem. J. , 1997, v. 324, p. 1-18. Hawkins C.L., Davies M.J. Hypochlorite-induced oxidation of proteins in plasma: formation of chloramines and nitrogen-centered radicals and their role in protein fragmentation. Biochem. J. 1999, v. 340, pp. 539-548) [2]. Chlorinated water always contains organic molecules that, when reacted with hypochlorites, are converted to organochlorine compounds. By-products of these reactions form radical and ion-radical particles, which, in contrast to ordinary free radicals, can have a very long lifetime (Dean RT & all. Biochemistry and pathology of radical - mediated protein oxidation., Biochem. J., 1997 , v. 324, p. 1-18. Hawkins CL, Davies MJ Hypochlorite-induced oxidation of proteins in plasma: formation of chloramines and nitrogen-centered radicals and their role in protein fragmentation. Biochem. J. 1999, v. 340, pp. 539-548) [2].

В то же время, неконтролируемое образование свободных радикалов в организме, под действием тех или иных факторов внешней среды, является причиной многих болезней (Liochev SI, Fridovich I. Superoxide and iron: partners in crime. IUBMB Life 1999 Aug; 48(2): 157-61) [3], в частности, атеросклероза и сопутствующих ему сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, патологий старения и даже онкологических заболеваний, в частности, атеросклероза и сопутствующих ему сердечно-сосудистых заболеваний, диабета, патологий старения и даже онкологических заболеваний (Irwin Fridovich, Oxygen toxicity: a radical explanation. J. Exper. Biol. Volume 201 (8), 1998, pp. 1203-1209) [4]. Регулярное потребление с питьевой водой свободно-радикальных частиц, даже в незначительном количестве, может постепенно истощить биохимические механизмы, обеспечивающие защиту организма от свободных радикалов и способствовать развитию разнообразных патологий. At the same time, the uncontrolled formation of free radicals in the body, under the influence of various environmental factors, is the cause of many diseases (Liochev SI, Fridovich I. Superoxide and iron: partners in crime. IUBMB Life 1999 Aug; 48 (2): 157-61) [3], in particular, atherosclerosis and its accompanying cardiovascular diseases, diabetes, pathologies of aging and even oncological diseases, in particular, atherosclerosis and its accompanying cardiovascular diseases, diabetes, pathologies of aging and even oncological diseases ( Irwin Fridovich, Oxygen toxicity: a radical explanation. J. Ex per. Biol. Volume 201 (8), 1998, pp. 1203-1209) [4]. Regular consumption of free radical particles with drinking water, even in small quantities, can gradually deplete the biochemical mechanisms that protect the body from free radicals and contribute to the development of various pathologies.

В настоящее время доказано, что бактерицидная обработка воды галогенами (фтором, хлором или их соединениями) вызывает существенное повышение риска возникновения различного вида онкологических заболеваний (Hildesheim M.E. & all, Drinking water source and chlorination byproducts. Risk of colon and rectal cancers., Epidemiology, 1998, v. 9, p. 29-35) [5], дефектов рождения (Magnus P. & all, Water chlorination and birth defects., Epidemiology, 1999, v. 10, p. p. 513-7) [6] и кардиологических заболеваний (Rewis N.W. & all, Relationship of drinking water disinfectants to plasma cholesterol and tyroid hormone levels in experimental studies., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1986, v. 83(5), p. 1485-9) [7]. It has now been proven that bactericidal treatment of water with halogens (fluorine, chlorine or their compounds) causes a significant increase in the risk of various types of cancer (Hildesheim ME & all, Drinking water source and chlorination byproducts. Risk of colon and rectal cancers., Epidemiology, 1998, v. 9, p. 29-35) [5], birth defects (Magnus P. & all, Water chlorination and birth defects., Epidemiology, 1999, v. 10, pp 513-7) [6] and cardiological diseases (Rewis NW & all, Relationship of drinking water disinfectants to plasma cholesterol and tyroid hormone levels in experimental studies., Proc. Natl. Acad. Sci. USA, 1986, v. 83 (5), p. 1485-9) [ 7].

Основной причиной возникновения негативных последствий при употреблении хлорированной воды можно считать образование в ней долгоживущих радикальных и ион-радикальных частиц органического происхождения, в частности долгоживущих радикалов белковой и пептидной природы, образующихся при взаимодействии галогенсодержащих окислителей и органических остатков. Однако, в случае прекращения бактерицидной обработки, особенно в крупных городах, возникает огромная опасность появления эпидемиологических заболеваний. The main reason for the occurrence of negative consequences when using chlorinated water can be considered the formation of long-lived radical and ion-radical particles of organic origin in it, in particular long-lived radicals of protein and peptide nature, formed during the interaction of halogen-containing oxidizing agents and organic residues. However, in case of termination of bactericidal treatment, especially in large cities, there is a huge risk of epidemiological diseases.

Таким образом, необходимость бактерицидной обработки воды неизбежно приводит к образованию в ней радикальных и ион-радикальных частиц, в свою очередь, вызывающих ряд негативных последствий, что и обуславливает необходимость решения данной проблемы ранее неизвестными средствами. Thus, the need for bactericidal treatment of water inevitably leads to the formation of radical and ion-radical particles in it, which, in turn, cause a number of negative consequences, which makes it necessary to solve this problem by previously unknown means.

В существующих ГОСТ на питьевую и водопроводную воду, определение наличия радикальных и ион-радикальных частиц не предусмотрено, например ГОСТ Р 51232-98 "Вода питьевая. Общие требования к организации и методам контроля качества". In the existing GOST for drinking and tap water, the determination of the presence of radical and ion-radical particles is not provided, for example GOST R 51232-98 "Drinking water. General requirements for the organization and methods of quality control".

Известно использование активированного древесного угля для очистки воды, представляющего собой пористый материал с большой внутренней поверхностью пор. Он известен как эффективный сорбент - поглотитель различных веществ из газов и водных растворов. Адсорбция на активированном угле применяется на первой или второй стадии очистки в большинстве систем для комплексной очистки воды. Фильтры, содержащие активированный уголь, могут применяться на заключительной стадии очистки для снижения общего содержания органического углерода в воде. It is known to use activated charcoal for water purification, which is a porous material with a large internal pore surface. It is known as an effective sorbent - an absorber of various substances from gases and aqueous solutions. Adsorption on activated carbon is used in the first or second stage of purification in most systems for complex water treatment. Filters containing activated carbon can be used in the final purification step to reduce the total organic carbon content in water.

Однако существенным недостатком активированного угля является то, что накапливающиеся на нем благодаря адсорбции органические вещества служат хорошей питательной средой для бактерий, и через некоторое время выходящая с фильтра вода может оказаться сильно загрязненной микроорганизмами. However, a significant drawback of activated carbon is that the organic substances accumulated on it due to adsorption serve as a good nutrient medium for bacteria, and after some time the water coming out of the filter can be heavily contaminated with microorganisms.

Другой недостаток активированного угля, присущий всем материалам, работающим по сорбционному принципу - ограниченность их сорбционной емкости. После насыщения сорбирующей поверхности растворенными в воде веществами фильтр теряет свою эффективность. Концентрация радикалов органической природы в воде существенно ниже концентрации органических молекул. Поскольку сорбция тех и других на фильтре происходит избирательно, то в соответствии с законом действующих масс вероятность сорбции фильтром радикалов при постепенном насыщении сорбирующей поверхности различными соединениями снижается быстрее, чем основной массы органики, присутствующей в воде. Таким образом, активированный уголь нельзя считать достаточно эффективным материалом для освобождения воды от свободных радикалов. Another disadvantage of activated carbon inherent in all materials working according to the sorption principle is the limitedness of their sorption capacity. After saturation of the sorbing surface with substances dissolved in water, the filter loses its effectiveness. The concentration of organic radicals in water is significantly lower than the concentration of organic molecules. Since the sorption of both on the filter occurs selectively, in accordance with the law of the acting masses, the probability of sorption of radicals by the filter upon gradual saturation of the sorbing surface with various compounds decreases faster than the bulk of the organics present in water. Thus, activated carbon cannot be considered sufficiently effective material to free water from free radicals.

Углерод в активированном угле представлен хорошо известной модификацией - графитом, который на молекулярном уровне выглядит как стопка плоских листов, сложенных из шестигранных ячеек, в вершинах которых находятся атомы углерода. В 1980-1990 годы были синтезированы новые, ранее неизвестные модификации углерода, названные углеродными микрокластерами, которые в отличие от графита имеют объемную структуру, а в отличие от алмаза эти структуры замкнуты. Carbon in activated carbon is represented by a well-known modification - graphite, which at the molecular level looks like a stack of flat sheets composed of hexagonal cells with carbon atoms at their vertices. In 1980-1990, new, previously unknown carbon modifications were synthesized, called carbon microclusters, which, unlike graphite, have a bulk structure, and unlike diamond, these structures are closed.

Представителями таких углеродных микрокластеров являются фуллерены и нанотрубки, первые из которых представляют собой полиуглеродные молекулы сферической формы, построенные из сочлененных шестиугольников и пятиугольников, а вторые имеют форму полых цилиндрических образований, собранных из шестиугольников и имеющих, как правило, на конце сферическую крышку, включающую пятиугольные грани (Yakobson B.I., Smolley R.E. Fullerene Nanotubes C1000000 and beyong. American Scientist, July-August 1997) [8]. Representatives of such carbon microclusters are fullerenes and nanotubes, the first of which are spherical polycarbon molecules built of articulated hexagons and pentagons, and the second are in the form of hollow cylindrical formations assembled from hexagons and having, as a rule, a spherical cap at the end, including pentagonal faces (Yakobson BI, Smolley RE Fullerene Nanotubes C1000000 and beyong. American Scientist, July-August 1997) [8].

Установлено, что углеродные микрокластеры обладают уникальными свойствами, в частности то, что они активно участвуют в окислительно-восстановительных процессах, протекающих по свободно-радикальному механизму, поскольку активно реагируют со свободными радикалами (Krusic P.J/, Wasserman E, Keizer P.N., Norton J.R. & Preston K.F. Science 254, 1183-1185, 1991) [9]. It has been established that carbon microclusters have unique properties, in particular, that they actively participate in redox processes proceeding by the free-radical mechanism, since they actively react with free radicals (Krusic PJ /, Wasserman E, Keizer PN, Norton JR & Preston KF Science 254, 1183-1185, 1991) [9].

С одной стороны, углеродные микрокластеры выступают в роли мощных антиоксидантов, что делает их перспективными для использования в медицине (Laura L. Dugan L.L., Turetsky D.M., Du C, et al. Carboxyfullerens as neuroprotective agents. Proc. Natl. Acad. Sci. USA, Vol. 94, pp. 9434-9439, 1997 [10] . С другой стороны, есть данные о том, что микрокластеры способствуют перекисному окислению липидов (Kamat J.R., Devasagayam T.K., Oxidative damage induced by the fullerene C60 onphotosensitization in rat liver microsomes. Chem. Biol. Interact., 114(3), pp. 145-159, 1998, [11]. On the one hand, carbon microclusters act as powerful antioxidants, which makes them promising for use in medicine (Laura L. Dugan LL, Turetsky DM, Du C, et al. Carboxyfullerens as neuroprotective agents. Proc. Natl. Acad. Sci. USA , Vol. 94, pp. 9434-9439, 1997 [10]. On the other hand, there is evidence that microclusters promote lipid peroxidation (Kamat JR, Devasagayam TK, Oxidative damage caused by the fullerene C60 onphotosensitization in rat liver microsomes Chem. Biol. Interact. 114 (3), pp. 145-159, 1998, [11].

Во всех работах, в которых изучено влияние микрокластеров на окислительно-воостановительные процессы с участием свободных радикалов, подчеркивается, что их эффективность существенно выше эффективности обычных соединений, относящихся к классу антиоксидантов и что они оказывают свое действие в чрезвычайно низких концентрациях. Эти свойства микрокластеров однозначно свидетельствуют о том, что в отличие от подавляющего большинства известных антиоксидантов, которые принимают непосредственное участие в радикальных процессах и при этом расходуются, углеродные микрокластеры являются катализаторами окислительно-восстановительных процессов. In all works, in which the effect of microclusters on redox processes involving free radicals was studied, it is emphasized that their effectiveness is significantly higher than that of conventional compounds belonging to the class of antioxidants and that they exert their effect in extremely low concentrations. These properties of microclusters clearly indicate that, in contrast to the vast majority of known antioxidants that are directly involved in radical processes and are consumed, carbon microclusters are catalysts for redox processes.

В то же время, нигде в литературе или патентной информации не описана возможность очистки воды от радикалов и ион-радикальных частиц с использованием веществ, содержащих углеродные микрокластеры. At the same time, anywhere in the literature or patent information does not describe the possibility of purifying water from radicals and ion-radical particles using substances containing carbon microclusters.

Задача, на решение которой направлено предложенное техническое решение, состоит в том, чтобы кроме очистки воды от механических примесей, освобождать воду от имеющихся в ней частиц радикальной и ион-радикальной природы. The problem to which the proposed technical solution is directed is to, in addition to purifying water from mechanical impurities, free water from the particles of radical and ion-radical nature present in it.

Технический результат от использования изобретения заключается в том, что предложенный способ позволяет дополнительно улучшить потребительские качества получаемой воды и осуществить повышение ее биологической ценности. The technical result from the use of the invention lies in the fact that the proposed method can further improve the consumer qualities of the resulting water and increase its biological value.

Технический результат достигается за счет того, что в соответствии с предложенным изобретением в качестве средства для очистки воды от радикальных и ион-радикальных частиц применяются углеродные микрокластеры. The technical result is achieved due to the fact that in accordance with the invention, carbon microclusters are used as a means for purifying water from radical and ion-radical particles.

В качестве одного из природных веществ, содержащих углеродные микрокластеры, может применяться природный минерал шунгит. As one of the natural substances containing carbon microclusters, the natural mineral shungite can be used.

Заявителями не обнаружено технических решений, содержащих решение поставленной задачи - очистки воды от радикальных и ион-радикальных частиц. Это позволяет сделать вывод о соответствии предложенного технического решения критериям "новизна" и "изобретательский уровень". The applicants have not found technical solutions containing a solution to the problem - water purification from radical and ion-radical particles. This allows us to conclude that the proposed technical solution meets the criteria of "novelty" and "inventive step".

Очистка воды от радикальных и ион-радикальных частиц осуществляется следующим образом. Water purification from radical and ion-radical particles is carried out as follows.

Очищаемую воду пропускают (фильтруют) через слой, выполненный из материала, содержащего углеродные микрокластеры и наполнитель (силикатные породы, алюмосиликаты, кремнезем - остальное). В этом слое, благодаря наличию у углеродных микрокластеров сильных осцилляций магнитного поля (Barchtold A. & all, Aharonov-Bohm oscilations in carbon nanotubes., Nature, 1999, v. 397, p.p. 673-675) [12], происходят химические реакции, приводящие к удалению частиц ион-радикальной и радикальной природы, а также коллоидных частиц любой природы, благодаря разрушению их двойного электрического слоя. The purified water is passed (filtered) through a layer made of a material containing carbon microclusters and a filler (silicate rocks, aluminosilicates, silica - the rest). In this layer, due to the presence of strong magnetic field oscillations in carbon microclusters (Barchtold A. & all, Aharonov-Bohm oscilations in carbon nanotubes., Nature, 1999, v. 397, pp 673-675) [12], chemical reactions occur leading to the removal of particles of ion-radical and radical nature, as well as colloidal particles of any nature, due to the destruction of their double electric layer.

Предлагаемый механизм освобождения воды от макрорадикалов органической природы заключается в том, что углеродные микрокластеры активируют молекулярный кислород, находящийся в воде, который, во-первых, выступает в качестве перехватчика частиц радикальной и ион-радикальной природы, а во-вторых, способствует их окислению до более низкомолекулярных продуктов. Таким образом, активный слой выполняет роль химического реактора и полностью решает поставленную задачу - устраняет частицы ион-радикальной и радикальной природы. The proposed mechanism for the release of water from organic macroradicals is that carbon microclusters activate molecular oxygen located in water, which, firstly, acts as an interceptor of particles of a radical and ion-radical nature, and secondly, promotes their oxidation to lower molecular weight products. Thus, the active layer plays the role of a chemical reactor and completely solves the problem - eliminates particles of radical and radical nature.

В качестве материала, содержащего углеродные микрокластеры, могут быть использованы как искусственно приготовленные смеси, смешанные с наполнителем, так и измельченные природные минералы, содержащие углеродные микрокластеры, например, природный минерал шунгит, описанный, в частности, в источнике (L.Вecker & All. Fullerens: An extraferristical carbon carrier phase for noble gases. PHAS, March 28, 2000, v. 97, N 7, p. 2979-2983) [13]. As a material containing carbon microclusters, both artificially prepared mixtures mixed with a filler and crushed natural minerals containing carbon microclusters can be used, for example, the natural mineral shungite described, in particular, in the source (L. Baker & All. Fullerens: An extraferristical carbon carrier phase for noble gases. PHAS, March 28, 2000, v. 97, No. 7, p. 2979-2983) [13].

Предлагаемое в настоящей заявке средство для очистки воды, в том числе питьевой воды от радикальных и ион-радикальных частиц и ее кондиционирования, прошло апробацию при очистке воды, поступающей из водопровода, в течение более 6 месяцев силами сотрудников ряда естественных факультетов МГУ им. М.В. Ломоносова и лечебных учреждений г. Москвы. The water purification agent proposed in this application, including drinking water from radical and ion-radical particles and its conditioning, has been tested during the purification of water coming from a water supply system for more than 6 months by employees of a number of natural faculties of Moscow State University named after M.V. Lomonosov and medical institutions in Moscow.

Результаты этих работ свидетельствуют о значительном снижении концентрации радикальных и ион-радикальных частиц в потребляемой человеком воде (в том числе и водопроводной) при использовании веществ, содержащих углеродные микрокластры. Например, исследования московской водопроводной воды методом хемилюминесценции с добавлением люминола показало, что при обработке водопроводной воды по предлагаемому способу и его вариантам люминол-зависимая хемилюминесценция воды на выходе полностью исчезает (Акт испытаний прилагается). The results of these studies indicate a significant decrease in the concentration of radical and ion-radical particles in human water (including tap water) when using substances containing carbon microclusters. For example, studies of Moscow tap water by chemiluminescence with the addition of luminol showed that when treating tap water according to the proposed method and its variants, the luminol-dependent chemiluminescence of the outlet water completely disappears (Test report attached).

Согласно указанному акту, проводился сравнительный анализ способности различных фильтрующих материалов очищать питьевую водопроводную воду от присутствующих в ней свободно-радикальных частиц. В качестве сравниваемых материалов использовали несколько типов фильтрующих материалов: 1) природные адсорбенты - мелко дробленые кремень, цеолит, доломит; 2) искусственный адсорбент на основе углерода - активированный древесный уголь, являющийся основным фильтрующим материалом в фильтрах "Родник" и "Топаз"; 3) природные материалы Шунгит Ш и Шунгит 1, содержащие углеродные микрокластеры, отличающиеся по содержанию углерода (в Шунгите Ш не превышает 40%, а в Шунгите 1 - 98% углерода); 4) шунгизит-пористый материал, получаемый вспучиванием шунгитовых пород при обжиге в печах при температуре 1100-1160oC, после чего в нем все углеродные микрокластеры полностью разрушаются и основная часть углерода выгорает.According to this act, a comparative analysis of the ability of various filter materials to purify drinking tap water from free radical particles present in it was carried out. Several types of filtering materials were used as compared materials: 1) natural adsorbents — finely crushed flint, zeolite, dolomite; 2) carbon-based artificial adsorbent - activated charcoal, which is the main filtering material in the Rodnik and Topaz filters; 3) natural materials Shungit Sh and Shungit 1 containing carbon microclusters that differ in carbon content (in Shungit Sh does not exceed 40%, and in Shungite 1 - 98% carbon); 4) schungizite-porous material obtained by swelling of schungite rocks during firing in furnaces at a temperature of 1100-1160 o C, after which all carbon microclusters in it are completely destroyed and the bulk of the carbon burns out.

При очистке водопроводной воды фильтры "Родник" и "Топаз" использовали в соответствии с инструкциями по их эксплуатации, а перечисленные выше материалы вносили в цилиндрические пластиковые сосуды диаметром 6 см, высотой 23 см, между двумя полипропиленовыми пористыми прокладками (сверху и снизу) для устранения вымывания с фильтров мелких частиц материалов. Объем материалов, вносимых в сосуды, составлял 500 мл. Водопроводная вода подавалась на фильтры со скоростью 2 л/час. Каждый образец воды разливался по трем флаконам, которые просчитывались последовательно. Данные по измерению люминол-зависимой хемилюминесценции (интенсивность излучения из 20 мл воды через 6 мин после добавления люминола) исходной воды, бидистиллированной воды и воды, пропущенной через фильтры с различными материалами, представлены в табл. 1. Стандартное отклонение от средних величин интенсивности по трем независимым параллелям не превышало 10% и в таблице представлены лишь средние значения. When cleaning tap water, the Rodnik and Topaz filters were used in accordance with the instructions for their use, and the materials listed above were introduced into cylindrical plastic vessels with a diameter of 6 cm, a height of 23 cm, between two polypropylene porous gaskets (top and bottom) to eliminate washing out fine particles of materials from filters. The volume of materials introduced into the vessels was 500 ml. Tap water was supplied to the filters at a rate of 2 l / h. Each water sample was poured into three bottles, which were calculated sequentially. The data on the measurement of luminol-dependent chemiluminescence (radiation intensity from 20 ml of water 6 minutes after the addition of luminol) of the source water, bidistilled water and water passed through filters with various materials are presented in table. 1. The standard deviation from the average intensity values for three independent parallels did not exceed 10% and only average values are presented in the table.

Согласно проведенным исследованиям, при пропускании воды через фильтры с материалами Шунгит 1 и Шунгит Ш, содержащими углеродные микрокластеры, ее очистка от свободно-радикальных частиц, реакции которых сопровождаются люминол-зависимой хемолюминесценцией, многократно превышает степень очистки воды от радикалов при ее пропускании через любые другие фильтрующие материалы (за исключением воды, полученной путем бидистилляции, которая не может быть регулярно использоваться для питьевых целей). According to studies, when water is passed through filters with Shungit 1 and Shungit Sh materials containing carbon microclusters, its purification from free-radical particles, the reactions of which are accompanied by luminol-dependent chemoluminescence, many times exceeds the degree of water purification from radicals when it is passed through any other filtering materials (with the exception of water obtained by bidistillation, which cannot be regularly used for drinking purposes).

Из полученных данных также следует, что очистка воды определяется углеродными микрокластерами, поскольку, во-первых, и углерод в форме активированного угля, и шунгит с разрушенными углеродными микрокластерами и частично выгоревшим углеродом (шунгизит) чистят воду от радикалов примерно с такой же низкой эффективностью, что и другие адсорбенты, а, во-вторых, Шунгит 1, представленный на 98% материалом, содержащим углеродные микрокластеры, чистит воду значительно лучше, чем Шунгит Ш, содержание в котором этих материалов в 2-3 раза ниже. From the obtained data it also follows that water purification is determined by carbon microclusters, because, firstly, both carbon in the form of activated carbon and shungite with destroyed carbon microclusters and partially burnt carbon (shungizit) clean water from radicals with approximately the same low efficiency, that other adsorbents, and, secondly, Shungit 1, represented by 98% material containing carbon microclusters, clean water much better than Shungit Sh, the content of which these materials is 2-3 times lower.

Таким образом, чем выше содержание в фильтрующем элементе материалов, содержащих углеродные микрокластеры, тем эффективнее его использование для очистки воды от опасных для здоровья радикальных частиц. Thus, the higher the content in the filter element of materials containing carbon microclusters, the more effective is its use for purifying water from radical particles harmful to health.

Каталитическая активность шунгита была проверена исследованиями, проведенными на Биологическом факультете МГУ (Заключение прилагается). Для проверки использовался тайрон (4,5-диокси-1,3-бензолдисульфонат) - один из наиболее специфичных зондов на восстановление различными каталитическими системами молекулярного кислорода до супероксидного анион-радикала. Это соединение легко окисляется супероксидным радикалом, давая довольно устойчивый семихион, обладающий сильным сигналом ЭПР. В связи с этим каталитическую активность шунгита проверяли по его способности окислять тайрон и регистрировали эту реакцию ЭПР-спектроскопией. The catalytic activity of shungite was verified by studies conducted at the Faculty of Biology of Moscow State University (Conclusion is attached). Tyrone (4,5-dioxo-1,3-benzene disulfonate), one of the most specific probes for the reduction of molecular oxygen to a superoxide anion radical by various catalytic systems, was used for verification. This compound is easily oxidized by the superoxide radical, giving a fairly stable semichion having a strong EPR signal. In this regard, the catalytic activity of shungite was checked by its ability to oxidize tyrone and this reaction was recorded by EPR spectroscopy.

Измерения проводили на радиоспектрометре РЭ-1307. Мощность СВЧ - 15 мВт. Частота ВЧ-модуляции - 100 кГц. В пробирку, содержащую 0,3 мл раствора тайрона, вносили либо 1 мг мелкодробленого шунгита 1, либо такое же количество активированного угля такой же консистенции. Раствор тайрона делали либо на дистилированной воде, либо на фосфатном буфере (pH 7.0), что не оказало влияния на результаты. Через каждые 5 и 10 мин из пробирки отбирали аликвоты по 0,1 мл, не захватывая частичек шунгита или активированного угля, и сразу переносили их в измерительную кювету спектрометра (плоская кварцевая кювета, внутренний зазор 0,25 мм, объем 0,1 мл) и снимали спектр. Результаты исследования занесены в табл. 2. The measurements were carried out on a RE-1307 radio spectrometer. Microwave power - 15 mW. The frequency of the RF modulation is 100 kHz. Either 1 mg of finely divided schungite 1 or the same amount of activated carbon of the same consistency was added to a test tube containing 0.3 ml of tiron solution. The tiron solution was made either in distilled water or in phosphate buffer (pH 7.0), which did not affect the results. Every 5 and 10 min, 0.1 ml aliquots were taken from the tube without capturing particles of schungite or activated carbon, and immediately transferred to the measuring cell of the spectrometer (flat quartz cell, internal gap 0.25 mm, volume 0.1 ml) and shot the spectrum. The results of the study are listed in table. 2.

В результате исследования установлено, что амплитуда сигнала ЭПР-спектра раствора тайрона без добавления к нему шунгита или активированного угля составляет 4,4 см и отражает концентрацию в растворе радикала тайрона. Через 10 мин после добавления в раствор активированного угля амплитуда незначительно выросла, составив 4,9 см. После добавления в раствор шунгита амплитуда быстро росла и через 10 мин составила 23,8 см, что свидетельствовало об интенсивной генерации супероксидного анион-радикала шунгитом. При более длительной инкубации раствора тайрона с шунгитом амплитуда начала снижаться, что указывало на более глубокое окисление тайрона, также свидетельствующее о высокой скорости реакции восстановления кислорода. В другой серии опытов в раствор тайрона вносили небольшое количество порошка шунгита. При этом амплитуда сигнала возрастала очень быстро и столь же быстро спадала так, что уже через 10 мин сигнал тайрона отсутствовал. Это свидетельствовало об очень высокой скорости восстановления кислорода шунгитом при большой площади поверхности его частиц. As a result of the study, it was found that the amplitude of the EPR spectrum of the tyrone solution without adding schungite or activated carbon to it is 4.4 cm and reflects the concentration of tyrone radical in the solution. 10 minutes after adding activated carbon to the solution, the amplitude increased slightly, amounting to 4.9 cm. After adding shungite to the solution, the amplitude grew rapidly and after 10 minutes amounted to 23.8 cm, indicating the intense generation of superoxide anion radical by shungite. With a longer incubation of the tyrone solution with shungite, the amplitude began to decrease, indicating a deeper oxidation of the tyrone, which also indicates a high rate of oxygen reduction reaction. In another series of experiments, a small amount of schungite powder was added to a tiron solution. In this case, the signal amplitude increased very rapidly and fell off just as quickly so that after 10 minutes the tiron signal was absent. This indicated a very high rate of oxygen reduction by shungite with a large surface area of its particles.

Таким образом, полученные результаты свидетельствуют, что минерал Шунгит 1 обладает высокой каталитической активностью в отношении восстановления кислорода в водной среде, который после этого может интенсивно окислять присутствующие в ней молекулы органических соединений. Поскольку активированный уголь, обладающий развитой поверхностью, таким действием не обладает, действие Шунгита 1, содержащего 98% углерода, можно объяснить присутствием в нем углеродных микрокластеров. Thus, the results obtained indicate that the mineral Shungit 1 has a high catalytic activity with respect to the reduction of oxygen in an aqueous medium, which then can intensively oxidize the molecules of organic compounds present in it. Since activated carbon, which has a developed surface, does not have such an effect, the action of Shungite 1, containing 98% carbon, can be explained by the presence of carbon microclusters in it.

Следует особо отметить, что при проведении обработки воды с использованием углеродных микрокластеров согласно предложению, в том числе с использованием природного минерала шунгита, одновременно осуществляется частичная или полная очистка воды от стандартных органических и минеральных химических загрязнителей. It should be specially noted that when water treatment is carried out using carbon microclusters according to the proposal, including using the natural mineral shungite, at the same time, partial or complete water purification from standard organic and mineral chemical pollutants is carried out.

Claims (2)

1. Применение углеродных микрокластеров или веществ, содержащих углеродные микрокластеры, для очистки воды от радикальных и ион-радикальных частиц. 1. The use of carbon microclusters or substances containing carbon microclusters for water purification from radical and ion-radical particles. 2. Применение по п.1, отличающееся тем, что в качестве вещества, содержащего углеродные микрокластеры, применяется природный минерал шунгит. 2. The use according to claim 1, characterized in that the natural mineral shungite is used as a substance containing carbon microclusters.
RU2000125964/12A 2000-10-17 2000-10-17 Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles RU2166991C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125964/12A RU2166991C1 (en) 2000-10-17 2000-10-17 Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000125964/12A RU2166991C1 (en) 2000-10-17 2000-10-17 Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2166991C1 true RU2166991C1 (en) 2001-05-20

Family

ID=20241027

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000125964/12A RU2166991C1 (en) 2000-10-17 2000-10-17 Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2166991C1 (en)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004056709A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-08 Aleksej Kazenov Method for neutralising toxic substances, pesticides and hydrolysates thereof
RU2278671C2 (en) * 2004-06-18 2006-06-27 Виталий Владимирович Лункин Agent for supporting therapy
RU2415704C1 (en) * 2010-01-11 2011-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ФОСФОРОС" (ООО "ФОСФОРОС") Method of producing enterosorbent
RU2555330C2 (en) * 2013-06-03 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "СТЭЛМАС-Д" Drinking water production method and installation for drinking water production

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648977A (en) * 1985-12-30 1987-03-10 Union Carbide Corporation Process for removing toxic organic materials from weak aqueous solutions thereof
EP0421563A1 (en) * 1989-09-18 1991-04-10 Shinki Sangyo Co., Ltd. Method and apparatus for producing activated mineral water
RU2049070C1 (en) * 1993-02-04 1995-11-27 Александр Иванович Калинин Device for cleaning and conditioning water
RU2056358C1 (en) * 1993-02-04 1996-03-20 Александр Иванович Калинин Water treatment and conditioning plant
RU2074120C1 (en) * 1994-07-26 1997-02-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Фильтры М.М." Method of sorbtionally cleaning drinking water
RU2116261C1 (en) * 1997-09-05 1998-07-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Минеральная продукция" Antiseptic agent for treatment of water
RU2135258C1 (en) * 1998-02-25 1999-08-27 Осипов Эдуард Ваганович Gear purifying and conditioning water

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4648977A (en) * 1985-12-30 1987-03-10 Union Carbide Corporation Process for removing toxic organic materials from weak aqueous solutions thereof
EP0421563A1 (en) * 1989-09-18 1991-04-10 Shinki Sangyo Co., Ltd. Method and apparatus for producing activated mineral water
US5034138A (en) * 1989-09-18 1991-07-23 Shinki Sangyo Co., Ltd. Method and apparatus for producing activated mineral water
RU2049070C1 (en) * 1993-02-04 1995-11-27 Александр Иванович Калинин Device for cleaning and conditioning water
RU2056358C1 (en) * 1993-02-04 1996-03-20 Александр Иванович Калинин Water treatment and conditioning plant
RU2074120C1 (en) * 1994-07-26 1997-02-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Фильтры М.М." Method of sorbtionally cleaning drinking water
RU2116261C1 (en) * 1997-09-05 1998-07-27 Товарищество с ограниченной ответственностью "Минеральная продукция" Antiseptic agent for treatment of water
RU2135258C1 (en) * 1998-02-25 1999-08-27 Осипов Эдуард Ваганович Gear purifying and conditioning water

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2004056709A1 (en) * 2002-12-23 2004-07-08 Aleksej Kazenov Method for neutralising toxic substances, pesticides and hydrolysates thereof
RU2278671C2 (en) * 2004-06-18 2006-06-27 Виталий Владимирович Лункин Agent for supporting therapy
RU2415704C1 (en) * 2010-01-11 2011-04-10 Общество с ограниченной ответственностью "ФОСФОРОС" (ООО "ФОСФОРОС") Method of producing enterosorbent
RU2555330C2 (en) * 2013-06-03 2015-07-10 Общество с ограниченной ответственностью "СТЭЛМАС-Д" Drinking water production method and installation for drinking water production

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Ganjoo et al. Activated carbon: Fundamentals, classification, and properties
Al-Ghouti et al. Optimizing textile dye removal by activated carbon prepared from olive stones
Rengaraj et al. Removal of phenol from aqueous solution and resin manufacturing industry wastewater using an agricultural waste: rubber seed coat
EP0490317B1 (en) Active carbon materials, process for the preparation thereof and the use thereof
Al-Rasheed Water treatment by heterogeneous photocatalysis an overview
Beltrán et al. Kinetics of catalytic ozonation of oxalic acid in water with activated carbon
Phull et al. The development and evaluation of ultrasound in the biocidal treatment of water
ES2181612T3 (en) Mineralization procedure of organic water pollutants by catalytic ozoneation
Mogyorósi et al. TiO2-based photocatalytic degradation of 2-chlorophenol adsorbed on hydrophobic clay
Yan et al. Catalytic ozonation of iohexol with α-Fe0. 9Mn0. 1OOH in water: Efficiency, degradation mechanism and toxicity evaluation
FR2694928A1 (en) Composition of mixed filter beds and method of use
CN104628200B (en) A kind of method utilizing photoelectric combination technical finesse organic wastewater
Faghihian et al. Application of TiO2-zeolite as photocatalyst for photodegradation of some organic pollutants
Dan et al. Degradation of sulfachloropyridazine by UV-C/persulfate: kinetics, key factors, degradation pathway
JPH07507491A (en) Methods for purifying water streams
JP2002241767A (en) Method for removing mercury from liquid hydrocarbon
RU2166991C1 (en) Agent for treatment of water from radical and ion-radical particles
Dhibi et al. Photocatalytic degradation of paracetamol mediating luminous textile: Intensification of the chemical oxidation
Wang et al. Ultrasonic regeneration of activated carbon in water plants and correlation of adsorption performance
RU2167107C1 (en) Method of cleaning water from radical and ion-radical particles
Peturai et al. Photocatalytic removals of imidacloprid insecticide in TiO2-and Fe2O3-immobilized porous geopolymer granules
Qiao et al. Photocatalytic oxidation technology for humic acid removal using a nano-structured TiO2/Fe2O3 catalyst
US6508941B2 (en) Photocatalytic process
CN101537342A (en) Chemical modification method for preparing residual activated sludge to absorbent
JP2007054694A (en) Method for decomposing hardly decomposable organochlorine compound and carbon nanotube composite material

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20031018