способ обезвреживания грунта, загрязненного несимметричным диметилгидразином

Формула изобретения

1. Способ обезвреживания грунта, загрязненного несимметричным диметилгидразином, включающий обработку грунта углеродсодержащим газообразным соединением, отличающийся тем, что в качестве углеродсодержащего газообразного соединения используют галоидные алкилы, при этом мольное соотношение галоидный алкил к несимметричному диметилгидразину, содержащемуся в грунте, равно (1,1 - 30) : 1.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве галоидных алкилов используют хлористый метил или бромистый метил.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области химической технологии, а именно к обезвреживанию загрязненного грунта высокотоксичным компонентом ракетного топлива - несимметричным диметилгидразином.

Несимметричный диметилгидразин /1,1-диметилгидразин/ широко используется в качестве горючего в ракетно-космической технике. Это высокотоксичное соединение 1-го класса опасности. При производстве, транспортировке, хранении и заправке ракетных систем возможны проливы его на грунт. Кроме того, при падении отделяющихся частей ракет возможно попадание непрореагировавшего диметилгидразина на почву.

Известен метод дезактивации почв после аварийных проливов несимметричного диметилгидразина /НДМГ/ с помощью природных сорбентов. В качестве сорбентов применяли древесный уголь марки ДАУ, торф /В.Г. Пимкин, Т.А. Сулима, А. П. Софьин. Дезактивация почв после аварийных и технологических проливов несимметричного диметилгидразина. Материалы научно-практической конференции "Экологические аспекты воздействия компонентов жидких ракетных топлив на окружающую среду", РИЦ "Прикладная химия" Санкт-Петербург, 1996 г., стр. 30 - 31/.

Однако этот метод весьма трудоемок, дорог и не обеспечивает очистку грунта до уровня санитарно-гигиенических требований (не более 0,1 мг/кг).

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности является способ обезвреживания грунта, загрязненного НДМГ, с помощью паровой десорбции генераторным газом /Т.Б. Зайцева, Б.М. Ласкин и др. Кинетика десорбции несимметричного диметилгидразина и продуктов его неполного окисления из почвы в потоке газа. ЖПХ, т. 68, вып. 2, 1995 г., стр. 224 - 228/.

К недостаткам известного способа относятся его высокие энергозатраты, высокая стоимость и малая эффективность.

Технический результат данного изобретения достигается за счет повышения эффективности процесса обезвреживания грунта, загрязненного несимметричным диметилгидразином.

Для достижения технического результата в способе обезвреживания грунта, загрязненного диметилгидразином, включающим обработку грунта углеродсодержащим газообразным соединением, в качестве углеродсодержащего соединения используют галоидные алкилы: хлористый или бромистый метил, этил, вплоть до C₆H₄. При этом мольное соотношение галоидный алкил к несимметричному диметилгидразину, содержащемуся в грунте, равно (1,1 - 30) : 1.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Обезвреживание грунта, загрязненного НДМГ осуществляют путем его обработки галоидными алкилами. Галоидные алкилы с высокой скоростью и почти количественно взаимодействуют с 1,1-диметилгидразином, образуя 1-алкил-1,1 диметилгидразиний галогениды. Используя избыток галоидного алкила, можно добиться практически полного связывания несимметричного диметилгидразина и перевода его в малотоксичные 1-алкил-1,1 диметилгидразиний галогениды, которые могут являться почвенными фунгицидами и дезинфицирующими препаратами.

Мольное соотношение вводимого галоидного алкила в НДМГ, содержащемуся в грунте, составляет (1,1 - 30) : 1 и выбрано на основании многочисленных экспериментов.

При введении галоидного алкила менее мольного соотношения 1,1 : 1 останется много непрореагировавшего НДМГ.

Увеличение содержания галоидного алкила более мольного соотношения 30 : 1 ведет к неоправданным расходам.

Способ осуществляют следующим образом.

Почву, обильно смоченную несимметричным диметилгидразином, помещают на стеллажи, закрывают пленкой и из баллона закачивают галоидные алкилы. Через 6 - 32 часа контролируют содержание диметилгидразина в почве и при необходимости процедуру повторяют. При меньших концентрациях диметилгидразина (500 - 10 мг/кг почвы) обработку можно проводить, не снимая почвы, а непосредственно накрывая пораженный участок пленкой и закачиванием туда галоидного алкила.

Вышеизложенное поясняется следующими примерами.

Пример 1.

Образцы торфянистой почвы, содержащей диметилгидразин (среднее содержание 6000 мг/кг почвы), помещали на деревянные стеллажи, закрывали полиэтиленовой пленкой и пропускали туда бромистый метил в количествах 10 г/кг почвы. Температура окружающего воздуха 20 - 28^oC. Через 5 часов содержание диметилгидразина в почве упало до 20 мг/кг. Еще через 5 часов содержание диметилгидразина составило 0,5 - 0,3 мг/кг. После повторной закачки бромистого метила в том же количестве и выдержки еще 5 часов при температуре 15 - 20^o НДМГ в почве было менее 0,1 мг/кг.

Пример 2.

Торфянистую почву с содержанием НДМГ 3300 мг/кг обрабатывали хлористым метилом производства АООТ "Усольехимпром" в количестве 10 г/кг почвы. После 12- часовой выдержки при температуре 15 - 25^o остаточное количество НДМГ в почве обнаружено меньше 0,1 мг/кг.

Пример 3.

Над дерново-подзолистой почвой площадью 5 м² со средним содержанием НДМГ 400 мг/кг почвы сооружен шатер из полиэтиленовой пленки и под пленку закачивался хлористый метил в количестве 1,2 г/кг. После 6-часовой выдержки при температуре воздуха 14 - 18^oC остаточное содержание НДМГ в почве менее 0,1 мг/кг.

Пример 4.

Образец суглинистой почвы площадью 10 м² со средним содержанием НДМГ 200 мг/кг обрабатывали бромистым метилом как и в примере 3. Расход - 0,4 г/кг почвы. После выдержки в течение 4 часов при 25^oC содержание НДМГ составляло 3 мг/кг.

Пример 5.

Образец суглинистой почвы площадью 10 м² со средним содержанием НДМГ 50 мг/кг обрабатывали хлористым метилом как и в примере 3. Расход хлористого метила 1,0 г/кг почвы. После выдержки в течение 12 часов при температуре 15 - 20^oC содержание НДМГ составляло 3 мг/кг.

Пример 6.

Дерново-подзолистую почву со средним содержанием НДМГ 500 мг/кг обрабатывали бромистым метилом как и в примере 3 в течение 24 часов. Расход бромистого метила - 7 г/кг почвы. Температура воздуха 15 - 25^oС. Остаточных количеств НДМГ не обнаружено.

Пример 7.

100 кг чернозема со средним содержанием НДМГ 120 мг/кг обрабатывали бромистым метилом как в примере 3. Расход бромистого метила 1,4 г/кг почвы. После выдержки 6 часов при температуре 10 - 15^oС среднее содержание НДМГ в почве составило 8 - 12 мг/кг. После повторной обработки бромистым метилом в течение 4 часов НДМГ в почве не обнаружилось.

Пример 8.

500 кг песка со средним содержанием НДМГ 50 мг/кг обрабатывали хлористым метилом как в примере 3. Расход хлористого метила - 0,5 г/кг. После 4-часовой выдержки при температуре 10 - 15^oС содержание НДМГ составляло 4 мг/кг. Повторная обработка хлористым метилом в течение 6 часов привела к полному отсутствию НДМГ в образце.