Ученые лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии Института физической химии и электрохимии РАН предложили способ нейтрализации несимметричного диметилгидразина с помощью торфо-шунгитного сорбента-катализатора. На способ получения и применения сорбента-катализатора оформлен патент.
Церемония запуска ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и 36 космическими аппаратами OneWeb на борту. Космодром «Восточный»
Фото: Александр Казаков, Коммерсантъ
Церемония запуска ракеты-носителя «Союз-2.1б» с разгонным блоком «Фрегат» и 36 космическими аппаратами OneWeb на борту. Космодром «Восточный»
Фото: Александр Казаков, Коммерсантъ
Сорбент-катализатор для несимметричного диметилгидразина производится из природных минералов — шунгитной и торфяной крошки. Сорбент прост в приготовлении, прост в использовании и может неограниченно долго оставаться в почве. После его применения в местах пролива несимметричного диметилгидразина не требуется утилизация адсорбированного материала. При исходном содержании несимметричного диметилгидразина более 100 ПДК значение безопасного содержания достигается за 40–50 д.
«Наша задача — сократить это время. Мы работаем над тем, чтобы повысить эффективность сорбента, сохранив его экологичность. Мы хотим модернизировать этот сорбент так, чтобы создать шунгитовое ядро в оболочке из торфа. Торф будет сорбировать НДМГ и доставлять его шунгиту,— рассказала один из авторов патента, научный сотрудник лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН, кандидат химических наук Ирина Миненкова.— В такой конфигурации шунгит будет долго сохранять свои адсорбционно-каталитические свойства. Кроме того, возможно, срок разложения НДМГ на безопасные компоненты сократится».
Сорбент-катализатор можно производить в трех видах — в виде порошка, гранул и кубиков. Кубики эффективнее всего использовать при загрязнении водоема. Они набухают, впитывая в себя загрязненную воду, и затем распадаются, распространяя сорбент на еще большую территорию. Если ядовитая жидкость пролита на почву, то сорбент-катализатор используют в виде порошка или гранул, которые перемешиваются с почвой.
«Патент — результат многолетних исследований, которые проводились в ИФХЭ РАН. Мы изучали совместное действие шунгита и торфа на несимметричный диметилгидразин и обнаружили синергетический эффект»,— отметила Ирина Миненкова.
Люди, живущие вблизи космодромов или рядом с местами, куда при запусках падают отработавшие ступени ракет, обоснованно обеспокоены возможным попаданием пролитого ракетного топлива в окружающую среду. Также утечки вещества возможны при его производстве, транспортировке или сливах-переливах.
Несимметричный диметилгидразин — высокотоксичное, мутагенное и канцерогенное соединение. Он распадается на различные соединения, многие из которых не менее токсичны, чем он сам. Попав внутрь почвы, без доступа воздуха НДМГ сохраняется в неизменном состоянии десятки лет. Он может просачиваться в водоносные слои. На поверхности почвы он легко испаряется, загрязняя воздух. Растения включают НДМГ и продукты его распада в свой жизненный цикл и становятся ядовитыми.
В лаборатории физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН постоянно совершенствуются методики для выявления этого вещества и продуктов его трансформации. Анализ производится перед началом работ и на завершающей стадии, когда нейтрализация уже проведена. Все методики аттестованы ВНИИМС. Они являются точными, надежными и достаточно простыми, чтобы их можно было использовать не только в исследовательских институтах, но и в центрах контроля за наземной инфраструктурой на предприятиях космической отрасли.
Несимметричный диметилгидразин и продукты его трансформации являются высокотоксичными веществами. Поэтому падение ступеней ракет вызывает обоснованное беспокойство у населения и государственных органов, например в Казахстане, на территории которого находится космодром Байконур, или в Амурской области, где находится космодром Восточный. Лаборатория физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН совместно с коллегами из МГУ более 25 лет занимается созданием технологий нейтрализации и определения несимметричного диметилгидразина и продуктов его трансформации. «Наши методики по нейтрализации и выявлению несимметричного диметилгидразина позволяют убедить людей в безопасности российской космической отрасли»,— сказал заведующий лабораторией физико-химических основ хроматографии и хромато-масс-спектрометрии ИФХЭ РАН, директор ИФХЭ РАН, член-корреспондент РАН Алексей Буряк.