Том 78, № 12 (2023)

В обзоре проанализированы исследования последних 20−25 лет в области физикохимии комплексообразования гуминовых кислот с катионами, включая их радионуклиды, в водных растворах. Выявлены проблемы описания реакционной способности гуматных комплексов с учетом объективной сложности химической природы гуминовых кислот как одного из основных классов природного органического вещества. Рассмотрены основные методы моделирования комплексообразования с гуминовыми кислотами, экспериментальные методы разделения комплексов гуматов и несвязанного катиона (ультрафильтрация, диализ и др.), прямые инструментальные методы обнаружения комплексов (электрохимические, спектроскопические). Также уделено внимание практическому аспекту использования гуминовых кислот для очистки природных и сточных вод от загрязняющих веществ – тяжелых металлов и радионуклидов. Проанализированы литературные данные о сорбционной способности гуминовых кислот различного происхождения по отношению к катионам тяжелых металлов, а также количественные данные, характеризующие устойчивость гуматных комплексов.

Получены гидрофильные импринтированные кверцетином флороглюцино-меламино-формальдегидные смолы. Полученные образцы исследовали методами ИК-спектроскопии с преобразованием Фурье и лазерной дифракции. Оптимизировано соотношение флороглюцин−меламин (3 : 1), когда сорбционная емкость по отношению к кверцетину молекулярно импринтированной смолы (1.7 мкмоль/г) в 2.6 больше, чем неимпринтированной. Показано, что кинетика повторного связывания кверцетина как молекулярно импринтированными, так и неимпринтированными смолами подчиняется модели псевдовторого порядка, а изотермы − модели Фрейндлиха, что указывает на неоднородность поверхности смол. Импринтированная кверцетином смола продемонстрировала высокую селективность к морину (структурному аналогу кверцетина класса флавонолов) и кофеину. При этом показано, что кверцетин можно использовать в качестве псевдотемплата для разделения и концентрирования нарингенина (представителя флаванонов) и рутина (представителя флавонолов).

Изучены закономерности процесса биодеструкции дротаверина гидрохлорида в почве актинобактериями рода Rhodococcus в присутствии аборигенной микрофлоры. Предложен способ определения фармацевтического поллютанта в почве, основанный на жидкостно-жидкостной экстракции хлороформом с последующим анализом методом обращенно-фазовой ВЭЖХ. Представлен прогноз уменьшения концентрации экотоксиканта в 100 раз в процессе его биодеструкции с заданной вероятностью 95%.

Предложен вольтамперометрический сенсор на основе углеродной вуали, модифицированной графеновыми нанопластинами и фитосинтезированными наночастицами оксида кобальта Co₃O₄, для определения тартразина (Е102) и красного очаровательного АС (Е129). Использование композитного наномодификатора способствует увеличению и лучшему разделению токов окисления азокрасителей при их совместном присутствии. Процесс окисления азокрасителей является необратимым, двухэлектронным и имеет смешанную природу. Для сенсора характерен низкий предел обнаружения: 30 нМ для Е102 и 27 нМ для Е129, а в инверсионном режиме 16 и 3 нМ соответственно. Диапазон определяемых концентраций красителей составляет 0.1–15 мкМ. Сенсор успешно использован в анализе фруктовых желе и напитка. Достоинствами разработанного сенсора являются высокие метрологические и эксплуатационные характеристики, простота изготовления и низкая стоимость.

Предложен способ измерения удельных активностей в остеклованных высокоактивных отходах радиоэкологически значимых радионуклидов: ¹⁴С, ⁹⁹Tc, ¹²⁹I. Подобраны оптимальные условия выделения и очистки определяемых радионуклидов от мешающих компонентов. Установлены коэффициенты выхода и коэффициенты очистки. Определение ¹⁴С заключалось в трехкратной отгонке СО₂ и последующем измерении активности ¹⁴С в очищенном растворе методом жидкостной сцинтилляционной спектрометрии; определение ¹²⁹I − в растворении пробы в HNO₃, пятикратной экстракции и последующем измерении активности ¹²⁹I в очищенном растворе методом жидкостной сцинтилляционной спектрометрии; определение ⁹⁹Тс − в растворении пробы в присутствии ClO^–, двукратном экстракционно-хроматографическом отделении ⁹⁹Тс импрегнированным нитратом метилтриоктиламмония сорбентом и последующем определении его активности с использованием метода масс-спектрометрии с индуктивно связанной плазмой. Согласно выбранному подходу проанализирован имитатор остеклованных высокоактивных отходов с радионуклидными метками и получены удовлетворительные результаты. Разработанный подход будет применяться при анализе накопленных остеклованных высокоактивных отходов ПО “Маяк”, а полученные результаты учитываться при моделировании инженерных барьеров безопасности пункта глубинного захоронения радиоактивных отходов.