Г. И. Али-заде, А. Р. Джалилова, Х. Х. Магеррамова, И. И. Алиев
Yüklə 0,77 Mb. Pdf görüntüsü
|
|
О 2 0.3
1,25 0,65
1,15 1,6
2,0 2,95±0,05 1,45±0,05 0,83±0,1 1,2*10 -3
О 3 0.3
1,20 0,65
1,1 1,55
1,9 2,47±0,05 1,33±0,05 0,93±0,0 1,18*10 -3
О 4 0.3
1,15 0,65
1,3 1,7
1,9 2,62±0,05 1,4±0,05 0,89±0,1 1,13*10 -3
О 5 0.3
1,04 0,6
1,2 1,65
1,9 2,67±0,05 1,27±0,05 0,67±0,1 0,88*10 -3
О 6 0.3
1,03 0,35
1,1 1,55
1,9 2,39±0,05 1,09±0,05 0,60±0,1 0,63*10 -3
Примечание: оптическая плотность
0 С, интенсивность света 16 Вт/м 2
1 -обработка 2,6 ди-трет-бутил крезолом (25 мкМ); О 2 - обработка 2,6 ди-трет-бутил крезолом (50 мкМ); О
3 -обработка 2,6 ди-трет-бутил кре- золом (150 мкМ); О 4 -обработка 2,6 ди-трет- бутил крезолом (250 мкМ); О 5 -обработка 2,6 ди-трет-бутил крезолом (350 мкМ); О 6 - обработка 2,6 ди-трет-бутил крезолом (500 мкМ);
Таким образом, модификация различ- ными концентрациями ионола суспензии клеток Dunaliella в течение 24 часов культивирования приводит к изменении- ям эндогенной антиоксидантной систе- мы, которая сказывается на функцио- нальной активности и биопродуктивно- сти водорослей. Второй синтетический антиоксидант 2,6 ди-трет-бутил фенол также иссле- довался в диапазоне концентраций 25-
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
8 500 мкМ в среде выращивания в течение 24 часов культивирования суспензии во- дорослей. В таблице 2 представлены показатели роста, пигментообразования, каталазной активности и количества образованного МДА в клетках Dunaliella в контроле и при обработке клеток антиоксидантом 2,6 ди-трет-бутил фенолом. Как видно из таблицы модификация клеток 2,6 ди-
трации приводит к повышению эндоген- ной каталазной активности (увеличение активности 25-50%), что существенно отличается от действия ионола (58-60% все концентрации). Надо отметить, что мы наблюдаем повышение показателей биосинтеза каротиноидов, в случае с 2,6 ди-трет-бутил фенолом при его малых концентрациях 25-50 мкМ (стимулирю- щих биопродуктивность водорослей) на 20-27%, что не согласуются с данными ионола, где имеются достоверные пока- затели подавления. Увеличение концен- трации синтетического антиоксиданта 2,6 ди-трет-бутил фенола в минераль- ной среде в диапазоне 250-500 мкМ сни- жает биосинтез каротиноидов на 20-22%. В этих экспериментах также как и с пер- вым антиоксидантом ионолом, биосин- тез хлорофиллов «а» и «б» подавляется. Показатели (ПОЛ), определяемые по содержанию МДА, при малых концентра- циях 25 мкМ и 50 мкМ оставались ниже уровня контроля 95% и 84% соответст- венно, а по мере увеличения концентра- ции синтетического антиоксиданта сни- жалось до уровня 39% при 500 мкМ. Основной целью в исследованиях было выяснение пределов устойчивости популяции контрольных клеток Dunaliel-
ческими антиоксидантами 2,6 ди-трет- бутил крезола и 2,6 ди-трет-бутил фе- нола с концентрациями 25 и 50 мкМ на действие различных острых доз УФ-В излучения. Таблица 2 Показатели роста, пигментообразования, каталазной активности и количества образованного МДА в клетках Dunaliella в контроле и при обработке клеток антиоксидантом 2,6 ди-трет-бутил фенолом Рост, ОD Каталазная активность, мкМ Н 2 О 2 мл -1 мин -1 . Количество пигментов, мг/л. Содержание МДА, моль/г сырого веса 5 10 15 20 Ca Сb Скар. К 0,3
1,2 0,4
0,9 1,1
1,2 3,25±0,05 1,59±0,05 1,17±0,1 1,9*10
-3 ±0,05
О 1 0.3 1,22 0,45 0,8
1,2 1,5
3,1±0,05 1,5±0,05 1,4±0,1 1,8*10
-3 ±0,05
О 2 0.3 1,24 0,45 0,9
1,5 1,8
3,19±0,05 1,95±0,05 1,49±0,1 1,6*10 -3
О 3 0.3
1,2 0,45
0,9 1,4
1,8 2,93±0,05 1,45±0,05 1,2±0,1 1,38*10
-3 ±0,05
О 4 0.3 1,18 0,4 0,8
1,5 1,7
2,72±0,05 1,32±0,05 0,93±0,1 1,2*10 -3
О 5 0.3 1,16 0,45 0,9
1,5 1,7
2,89±0,05 1,65±0,05 0,91±0,1 1,2*10 -3
О 6 0.3 1,09 0,35 0,8
1,4 1,7
3,0±0,05 1,51±0,05 0,93±0,1 0,75*10
-3 ±0,05
Примечание: оптическая плотность
0 С, интенсивность света 16 Вт/м 2 ; К-контроль; О 1 -обработка 2,6 ди-трет-бутил фенолом (25 мкМ); О 2 -обра- ботка 2,6 ди-трет-бутил фенолом (50 мкМ); О 3 -обработка 2,6 ди-трет-бутил фенолом (150 мкМ); О 4 -обработка 2,6 ди-трет-бутил фенолом (250 мкМ); О 5 -обработка 2,6 ди- трет-бутил фенолом (350 мкМ); О 6 -обра- ботка 2,6 ди-трет-бутил фенолом (500 мкМ); На рисунке 3 представлены результа- ты фотосинтетического выделения кисло- рода облученными различными острыми дозами УФ-В света контрольными клет- ками Dunaliella, и клетками, модифици- рованными в течение 24 часов при интен- сивном культивировании с 25 мкМ и 50 мкМ 2,6 ди-трет-бутил крезолом. Как видно из рисунка, у контрольных клеток, облученных острой дозой 2,2*10 3 Эрг/мм 2
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
9 функциональная активность сильно по- давляется 30-32%. Последующее увеличение острой дозы УФ-В излучения 3,75*10 3 Эрг/мм 2 приво-
дит к более глубокому подавлению (40%) функции (фотосинтетического выделения кислорода) клеток (рис. 3, кривая1). Ост- рые дозы 6*10 3 Эрг/мм
2 существенно не увеличило подавление фотосинтетичес- кого выделения кислорода по сравнению с дозой 3,75*10 3 Эрг/мм 2 , а была проявлена некоторая устойчивость. Клетки, моди- фицированные 2,6 ди-трет-бутил крезо- лом с концентрацией 25 мкМ при дейст- вии острой дозы УФ-В излучения 2,2* 10 3
2 проявляют высокую функ- циональную устойчивость 95-96%. Уве- личение острой дозы до 3,75* 10 3 Эрг/мм
2
не влияло на функциональную актив- ность модифицированных клеток. Острые дозы УФ-В излучения 6* 10 3 Эрг/мм
2 зна-
чительно снижали (77%) фотосинтетиче- ское выделение кислорода модифициро- ванными клетками (рис.3, кривая 2).
Исследования, проведенные с антиок- сидантом 2,6 ди-трет-бутил фенолом по- казали, что этот синтетический антиокси- дант проявляет протекторную роль при действии УФ-В света.
Температура 40 0 С, интенсивность све- та 100 Вт/м 2 На рисунке 4 представлены результа- ты фотосинтетического выделения кисло- рода клетками Dunaliella, облученными различными острыми дозами УФ-В света. Как видно из рисунка, функции кон- трольных клеток при действии острых доз
УФ-В излучения в диапазоне 2,2*10 3 Эрг/мм 2 – 6*10
3 Эрг/мм
2 как и на рисунке 3 сильно подавляется (рис. 4, кривая 1). Модификация клеток 2,6 ди- трет-бутил фенолом с концентрацией 25 мкМ показала, что этот синтетический ан- тиоксидант при этой концентрации про- являет слабую протекторную функцию функциональной активности клеток. При острой дозе 2,2*10 3 Эрг/мм
2 УФ-В
излучения защита функциональной актив- ности клеток слабо проявляется (на уров- не контрольных клеток), а увеличение до- зы до 3,75*10 3 Эрг/мм
2 и 6*10
3 Эрг/мм
2 на-
блюдается некоторая функциональная ус- тойчивость отличающая от контрольных клеток (рис. 4, кривая 2). Увеличение кон- центрации антиоксиданта до 50 мкМ, за- метно повысило протекторную функцию 2,6 ди-трет-бутил фенола. Модификация клеток при этой концентрации заметно повысила функциональную устойчивость клеток, где наблюдается плавный спад функциональный активности при увели- Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
10 чении острой дозы УФ-В излучения (рис. 4, кривая 3). Таким образом, функциональная за- щита клеток синтетическими антиокси- дантами 2,6 ди-трет-бутил крезолом и 2,6 ди-трет-бутил фенолом при низких концентрациях (стимулирующих рост по- пуляции клеток рисунок 1) защищают функциональную активность клеток не- одинаково. Вероятно, защитная функция (антиоксидантная активность) 2,6 ди- трет-бутил крезола (ионол-классический синтетический антиоксидант) превышает протекторные функции 2,6 ди-трет-бу- тил фенола. Список литературы
1. Бурлакова Е.Б. Биоантиоксиданты. //Рос. Хим. ж., 2007, т. LI, №1, стр.3-12 2.
Ершов В.В., Никифоров Г.А., Володь- кин А.А. //Пространственно-затруднен- ные фенолы. М., Химия, 1972, 351 с. 3.
Гавриленко В.Ф., Ладыгина М.Е., Хан- добина Л.М. //Большой практикум по физиологии растений. «Высшая шко- ла», 1975, 392 с. 4.
мии растений. М.1976, 255 с. 5.
Хасанов В.В., Рыжова Г.Л., Мальцева Е.В. Методы исследования антиокси- дантов, //Химия растительного сырья, 2004, №3 с.63-75 6.
родные и синтетические антиоксидан- ты как радиопротекторы, //Химическая физика, 1996, т.15 №1, с.43-53 7.
Магеррамов А.М., Магеррамов М.Н., Махмудова Х.А., Гусейнова А.Р., Али- заде Г.И., Магеррамова Х.Х., Фотосин- тетическая активность клеток Synecho- coccus Sp.PCC 7942 модифицирован- ных синтетическими антиоксидантами при УФ - С облучении. //Доклады АН
Азерб., №1-2, 2003, стр. 211-217 8.
Магеррамов А.М., Гусейнова А.Р., Али- заде Г.И., Наджафли М.Г., Махмудова Х.А., Алллахвердиев М.А. Защита клее- ток Synechococcus Sp.PCC 7942 синте- тическими антиоксидантами при УФ-С излучении хроническими дозами в ин- тенсивной культуре. //Докл. АН Азерб., №3-4, 2003, стр. 172-178. 9.
chem. аnd Biophys.,1968, 125, 189-198. 10.
Gate L., Ba G.N., Tew K.D., Tapiero H. //Biomed. Pharmacother., 1999, v.53,p 169-180
11.
Namiki M. //Crit. Rev. Food Sci. Nutri- tion., 1990, vol. 29, p.273-300 12.
Mates M. //Toxycology, 2000, vol.153, p. 83-104
X.X. Məhərrəmova, Ġ.Ġ. Əliyev Sintetik antioksidantlarla modifikasiya olunmuĢ dunaliella hüceyrələrinin ub-b kəskin dozalarina qarĢi funksional aktivliyinin davamliği
İşdə sintetik antioksidantlardan 2,6 di- üçlü-butil krezol (ionol) və 2,6 di- üçlü-butil fenolun müxtəlif qatılıqlarının Dunaliella sa- lina IPPAS D-294 hüceyrələrinin çoxalma- sına təsiri nəticələri verilmişdir. Antioksidantlarının müxtəlif qatılıqları- nın təsirindən intensiv kulturanın bioməhsul- darlığı, ümumi karotinoidlərin sintezinin di- namikası, katalaza fermentinin aktivliyi və LPO prosesi təyin edilmişdir. Göstərilmişdir ki, intensiv kultura şərai- tində, 24 saat ərzində sintetik antioksidant- larla modifikasiya olunmuş hüceyrələrdə sintez olunan karotinoidlərin ümumi miqdarı və LPO prosesinin ləngiməsi, katalaza aktiv- liyinin isə yüksəlməsi baş verir. Müəyyən edilmişdir ki, sintetik antioksi- dantlarla modifikasiya olunmuş Dunaliella salina hüceyrələri kontrol kultura ilə müqa- yisədə, UB-B kəskin dozalarına qarşı yüksək funksional aktivlik göstərir.
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
11 G.I. Ali-zadeh, A.R. Jalilova, Kh.Kh. Maharramova, I.I. Aliyev The stability of functional activity in du- naliella cells against the acute doses of uv-b irradiation, modified by synthetic antioxidants
In this work have been presented the results of influence investigations of various concentrations by synthetic antioxidants 2,6- di-tret-butyl cresol (ional) and 2,6-di-tret- butyl phenol on the population in Dunaliella salina IPPAS D-294 cells. The bioproductivity, synthesis dynamics of catalase and POL in the presence of various concentrations of synthetic antioxi- dants in intensive culture have been determi- ned. It was identified that, the modification of cells within 24 hours in intensive culture decreases the amount of synthesized carote- niods and POL process increases catalase activity. It became clear that the population of
antioxidants show higher functional stability against the influence of further various acute doses of UV-B irradiation.
Məlumdur ki, dünyanın bir sıra ölkələ- rində təmiz su çatışmamazlığı problemi ya- şanır. BMT tərəfindən verilən məlumata gö- rə yer kürəsində yaşayan əhalinin ~30%-i bu və ya digər formada göstərilən problemlə üz- ləşmişdir. Bunun bir neçə səbəbi vardır: iç- məli su mənbələrinin azlığı, əhalinin sayının artması, sənayenin inkişafı və s. [1]. Dünya praktikası göstərir ki, su çatışma- mazlığı probleminin həllinə ehtiyatları tükən- məyən okean və dəniz sularının şirinləşdiril- məsi ilə nail oluna bilər. Misal kimi Səudiy- yə Ərəbistanını, Qətəri, İsrailı, Yaponiyanı və bir sıra digər ölkələri göstərmək olar [2]. Şirin su çatışmamazlığı problemi Azər- baycan Respublikasının Abşeron regionunda da aktualdır. Bu problemin həlli, təbiidir ki, Xəzər dənizi suyunun şirinləşdirilməsi yolu ilə təmin oluna bilər. Məsələnin vacibliyini nəzərə alaraq hələ 2010-cu ildə Respublika- nın Prezidenti tərəfindən Xəzər dənizi sahi- lində bir neçə iri miqyaslı şirinləşdirmə kom- plekslərinin yaradılması haqqında göstəriş verilmişdir. Hal-hazırda Respublikanın Eko- logiya və Təbii Sərvətlər Nazirliyi tərəfindən Səlyan rayonunda Xəzər dənizi suyunun şi- rinləşdirilməsi istiqamətində pilot layihəsi həyata keçirilir. Minerallı suların (dəniz, okean, yeraltı, şoran və s.) şirinləşdirilməsinə həsr olunmuş mənbələrin əksəriyyətində qeyd edilir ki, müasir dövrdə şirinləşdirmənin iki əsas problemi vardır 3-5
:
–
şirinləşdirməyə çəkilən xərclər hələ ki, ki- fayət qədər yüksəkdir. Bu da şirinləşdirmə texnologiyalarının, hətta texnoloji baxım- dan təkmilləşmiş olsa belə, dünya miqya- sında geniş istifadə etməsinə mane olur; –
məhlullarının utilizasiyası və ya ətraf mü- hitə zərər gətirməməklə atılması kifayət qədər mürəkkəb texniki və iqtisadi proble- mə çevrilib. Yerli şəraiti nəzərə alaraq 2005–2010-cu illərdə müəlliflər tərəfindən dərc edilmiş mə- qalələrdə enerjiqənaətli şirinləşdirmə sistem- lərinin yaradılması üçün modul tipli Səngə- çal və Bakı elektrik stansiyalarının tullantı
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
12 istiliyinin istifadə edilməsinin səmərəliliyi əsaslandırılmışdır [6-8]. Təqdim edilən məqalədə təklif olunmuş utilizasiya tipli şirinləşdirmə texnologiyası- nın ekoloji problemlərinin həlli yolları araş- dırılır. Qeyd etmək olar ki, dünya miqyasında is- tifadə edilən şirinləşdirmə texnologiyaları iki əsas qrupa bölünür: membran və termiki [3]. Membran texnologiyalarının ən geniş is- tifadə ediləni əks-osmos texnologiyasıdır (Revers Osmosis – RO). Nisbətən az istifadə ediləni elektrodializ texnologiyasıdır (Elek- trodializ Desalination – ED). Termiki texno- logiyanın müxtəlif modifikasiyaları istifadə edilir: çoxpilləli ani qaynama (Multistage Flash Desalination – MSF); çoxpilləli səthli distillyasiya (Multiple Effect Distillation – MED); buxar kompressiyalı şirinləşdirmə (Thermal Vapor Compression – TVC, Mec- hanical Vapor Compression – MVC). Son illər ayrı-ayrı şirinləşdirmə texnolo- giyalarının üstün cəhətlərini istifadə etməyə imkan verən kombinələşdirilmiş (hibrid) tex- nologiyalar inkişaf etdirilir (RO-MSF, RO- MED, MED-TVC və s.) [9]. Yüksək duzluluğa malik olan okean su- larının şirinləşdirilməsində əsas pay MSF texnologiyasına düşür. Şoran sularında şirin- ləşdirilməsi nəzərə alınsa, istehsal edilən su- yun təxminən yarısı RO texnologiyasının pa- yına düşür. Ən geniş istifadə edilən RO və MSF tex- nologiyaları ilə alınmış şirinləşdirilmiş su- yun maya dəyərinin hansı xərclərdən ibarət olduğu və bu xərclərin necə paylandığı haq- da məlumatı 10
ədəbiyyatından almaq olar (cədvəl 1). Cədvəl 1 MSF və RO texnologiyaları ilə şirinləşdirilmiş suyun maya dəyərinin strukturu № Xərclər MSF RO
€/m 3 % €/m 3 % 1 İstilik enerjisi 0,45
40 - - 2 Elektrik enerjisi 0,17
15,3 0,28
42,6 3 Kimyəvi reagentlər 0,04 3,5
0,04 6,6
4 İstismar (serviz) 0,03
2,7 0,03
4,7 5 Membranların dəyişdirilməsi - -
4,2 6 Amortizasiya 0,39 35
0,21 32,6
7 Əmək haqqı 0,04
3,5 0,06
9,3
Cədvəldən göründüyü kimi MSF texno- logiyasında maya dəyərinin 55,3%-i enerji xərclərinin payına düşür (40%+15,3%). Enerji ilə amortizasiya xərclərinin cəmi isə 90,3% təşkil edir. RO texnologiyasına gəl- dikdə burada da əsas xərclər enerji (42,6%) və amortizasiya xərclərindən (32,6%) ibarət- dir. Onların cəmi 75,2% təşkil edir. MED texnologiyasında əsas xərclər enerjinin payı- na düşür və maya dəyərinin 60%-ni təşkil edir. Buna görə dünyanın inkişaf etmiş ölkə- lərinin elmi-tədqiqat mərkəzlərində aparılan işlərin istiqamətlərindən biri enerjiqənaətli şirinləşdirmə sistemlərinin yaradılmasıdır. Azərbaycan Respublikası üçün Xəzər də- nizi suyunun enerjiqənaətli və səmərəli şirin- ləşdirmə texnologiyalarının işlənilməsi və yaradılması baxımından Abşeron yarımada- sında istismar edilən modul tipli Səngəçal dizel elektrik stansiyasının (SDES) yüksək temperaturlu (~500 0 C) yanma məhsullarının istifadəsi böyük maraq doğurur. Bu stansi- yada hər birinin elektrik gücü 16,6 MVt olan 18 modul yerləşdirilmişdir. Onların 12 mo- dulundan atılan istilik dəniz suyunun termiki və kombinələşdirilmiş üsullarla şirinləşdiril- məsi üçün istifadə edilə bilər. Bu məqsədlə göstərilən işlərdə təklif edil miş dəniz suyunun kombinələşdirilmiş şirin- ləşdirmə texnologiyasının mahiyyəti ondan ibarətdir ki, nanosüzülmə və ya Mg-Na-ka- tionlaşdırma ilə emal olunmuş dəniz suyu əks-osmos üsulu ilə şirinləşdirilir. Nəticədə şirinləşdirilmiş su (permeat) və qalıq məhlul (konsentrat) alınır. Həmin konsentratın daha dərin şirinləşdirilməsi termiki distillasiya üsulu ilə həyata keçirilir. Modulun tullantı istiliyi termiki distillyasiyada və əks-osmos mərhələsinə verilən suyun qızdırılmasında istifadə edilir (şəkil 1).
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
13
Belə utilizasiya tipli şirinləşdirmə sis- temləri alınan suyun maya dəyərinin ənənəvi texnologiyalara nisbətən 25-30% azaldılması ilə bərabər atmosferin istiliklə çirklənməsini də azaldır. Çünki yanma məhsullarının tem- peraturu 500 0 C-dən 160-170 0 C-dək azaldılır, sutkada təxminən 212,4 ton şərti yanacağa qənaət edilir. Odur ki, belə utilizasiya tipli şirinləşdirmə qurğusunun yaradılmasının texniki-iqtisadi səmərəliliyi şübhə doğurmur. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi dəniz suyu- nun şirinləşdirilməsinin əsas problemlərin- dən biri də şirinləşdirmə prosesi zamanı yaranan qalıq məhlullarının utilizasiyası və ətraf mühitin mühafizəsidir. Bununla əlaqədar aşağıda SDES-in bir modulunun misalında atmosferə atılan isti- xana və digər qazların miqdarı qiymətləndi- rilir, utilizasiya tipli şirinləşdirmənin atmos- ferə atılan zərərli maddələrin miqdarına təsi- ri öyrənilir və şirinləşdirmə prosesində yara- nan qalıq məhlullarının utilizasiya məsələləri araşdırılır: -
hər moduldan atılan istiliyin, istixana və zərərli qazların miqdarı qiymətləndirilir; -
sinə istifadəsində atmosferə atılan qazların miqdarına təsiri təyin edilir; -
məhlulun utilizasiya variantları təhlil edilir. Birinci məsələnin həlli ilə əlaqədar nəzə- rə alınır ki, hər modulda 3400÷3500 m 3 /saat sərfi ilə istilik ötürmə qabiliyyəti 35,08 MC/m
3 olan qaz yanacağından istifadə edi- lir. Onun əsas hissəsini metan və etan qazları təşkil edir, uyğun olaraq 93,98% və 2,71%. Hesablamalara görə, temperaturu 500 0 C- yə uyğun yanma məhsulları ilə hər modul- dan atmosferə atılan istiliyin sərfi Q at =9,74
MVt təşkil edir [7]. Dəniz suyunun şirinləşdirilməsi məqsə- dilə utilizasiya edilə bilən istiliyin sərfi aşa- ğıdakı düsturla hesablana bilər:
, MVt 6 , 3 H H B Q ut q . ç 500 ut (1) burada η ut – qazan-utilizatorun f.i.ə.-dır, η ut =0,93 [11]; H ç.q utilizasiyadan sonra çıxan qazların entalpiyasıdır, H
) kC/m 3 ,.
Öz növbəsində
– utilizasiya edilmiş qaz- ların temperaturudur, 0 C.
Şəkil 2-də
=100–200 0 С həddində SDES-in bir modulundan atılan istiliyin dəniz suyunun şirinləşdirilməsi üçün istifadə edilə bilən və utilizasiyadan sonra qalıq istiliyinin sərfləri göstərilmişdir. Tədqiqatlarda göstərilmişdir ki,
opti- mal qiyməti 160-170 0 C təşkil edir və utiliza- siya edilən ~6,2 MVt istiliyin hesabına ter- miki distillyasiya mərhələsində 2100 t/sut şi- rinləşdirilmiş su (distillyat) alına bilər. Kom- binələşdirilmiş rejimdə, yəni termiki distill- yasiya mərhələsində bəsləyici su kimi əks- osmos mərhələsinin qalıq kondensatından is- tifadə edildikdə, alınan ümumi şirinləşdiril- miş suyun sərfi 12450 t/sut təşkil edə bilər [7]. Dəniz suyunun şirinləşdirilməsinin eko- loji problemlərinə həsr edilmiş tədqiqatlarla göstərilir ki, istilik və elektrik enerjisindən istifadə edildiyinə görə və bu enerjinin alın-
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
14 ması prosesində (istehsal yerindən asılı ol- mayaraq) atmosferə istixana və zərərli qazlar atıldığı üçün hər bir şirinləşdirmə üsulu mü- əyyən ekoloji zərərlə xarakterizə edilir. Bu ekoloji zərərin qiymətləndirilməsi ilə əlaqə- dar bir neçə model işlənilmişdir. Onlardan ən geniş istifadə olunanları Avropa, İspaniya və Fransa modelləridir (cədvəl 1).
Şək.2. Utilizasiya edilən qazların temperaturunun istifadə edilə bilən istiliyin miqdarına təsiri Cədvəl 1 Müxtəlif modellər üzrə 1 m 3 şirinləşdirilmiş suya uyğun tullantı qazların miqdarı
İşlənmiş modellər Şirinləşdirmə üsulları CO 2
3
NO x , q/m
3
CO, q/m 3
SO x , q/m
3
Avropa modeli MSF 1,98
4,27 1,22
14,79 MED
1,11 2,42
0,59 16,11
RO 1,78
3,87 1,1
10,68 İspan modeli MSF 2,37
5,32 1,11
16,87 MED
1,31 2,93
0,54 17,14
RO 2,18
4,88 0,99
12,73 Fransa modeli MSF 0,71
1,69 0,41
7,92 MED
0,48 1,21
0,18 12,68
RO 0,51
1,28 0,29
3,71
Cədvəldən göründüyü kimi Avropa mo- delinə görə 1 m 3 permeatın alınması zamanı istifadə edilən elektrik enerjisinin istehsalı prosesində atmosferə 1,78 kq CO 2 qazı, 3,87 q NO x qazları, 10,68 q SO x qazları və 1,1 q CO qazı atılır. Digər modellərdə bu rəqəmlər fərqli alınır. Güman edirik ki, bu da istifadə edilən fərqli hesablama metodikalarının, yanacağın keyfiyyəti və ayrı-ayrı ölkələrin energetik sistemlərinin xüsusiyyətləri ilə əlaqədardır. Bu yanaşmaya əsaslanaraq SDES-in bir modulunda istehsal edilən hər 1 kVt·saat enerjinin payına düşən istixana (CO 2 ) və zə- rərli (CO, NO x ) qazların xüsusi sərfi (g i ) be-
lə hesablana bilər:
saat kVt q W G g i i / , 6 , 3 , (2)
burada W – modulun elektrik gücüdür, MVt; G i – yanma məhsulları ilə atmosferə atılan qaz komponentlərinin sərfləridir, q/san. Yanacağın məlum tərkibini və sərfini nə- zərə alaraq məlum metodika [13] əsasında G i
hesablanmışdır (cədvəl 2). Həmin cədvəldə əks-osmos qurğusunda elektrik enerjisinin Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
15 xüsusi sərfinin 3-4 kVt·saat/m 3 olduğunu nə- zərə alaraq [3], şirinləşdirilmiş suyun alın- ması zamanı atmosferə atılan istixana və zərərli qazların miqdarı da verilmişdir – d i , q/m 3 . Cədvəl 2. SDES-də 1m 3 şirinləşdirilmiş suya (permeata) uyğun tullantı qazların miqdarı № Göstəricilər CO 2 CO NO x 1 G i , q/san 1958,5 3,25
1,69 2 g i , q/kVt·saat 423,7 0,70
0,37 3 d i , q/m
3 1274-1699 2,10-2,80 1,11-1,48
Göründüyü kimi alınan nəticələr Avropa ölkələrinin göstəriciləri ilə ziddiyyət təşkil etmir. Eyni zamanda yerli şərait nəzərə alı- nır. SDES-in hər modulunun istiliyinin istifa- dəsi ilə təklif edilən kombinələşdirilmiş şi- rinləşdirmə sisteminin reallaşdırılması nəti- cəsində atmosferə atılan qazların azalması- nın hesablanmasında nəzərə alınır ki, müasir dövrdə Xəzər dənizi suyunun şirinləşdiril- məsi üçün ən səmərəli üsul əks-osmos üsulu- dur [6]. Başqa sözlə, kombinələşdirilmiş sis- temdən imtina edilərsə, istehsal edilən 12450 m 3
3 /sut permeat və 2100 m 3
mısı əks-osmos qurğusunda alınmalıdır və bu halda hər 1m 3 -ə uyğun cədvəl 2-də göstə- rilən qədər atmosferə zərərli qazlar atılacaq- dır. Təklif edilən halda, şirinləşdirilmiş su- yun bir hissəsi tullantı istilik hesabına termi- ki üsulla alındığına görə atmosferə atılan qazların miqdarı ekvivalent əks-osmos qur- ğusuna nisbətən az olacaqdır: CO 2 -yə görə 2100·1,48=3,12 t/sut; CO-5,15 kq/sut; NO x - 2,72 kq/sut. Yuxarıda qeyd edildiyi kimi dəniz suyu- nun şirinləşdirmə qurğularının ekoloji məsə- lələrin biri də qalıq məhlullarının su hövzə- lərinə təsiri ilə əlaqədardır. Belə ki, təklif edilən kombinələşdirilmiş şirinləşdirmə qur- ğusunda 12450 m 3 /sut şirinləşdirilmiş su ilə bərabər 3000 m 3 /sut duzluluğu 60-65 q/l olan qalıq məhlulu yaranır. Qeyd etmək lazımdır ki, okean suyunda işləyən şirinləşdirmə qurğularının qalıq məh- lullarının su hövzələrinə ekoloji təsiri barədə kifayət qədər dolğun məlumat cədvəl 3-də verilmişdir. Cədvəl 3. Əks-osmos və termiki distillyasiya qurğularının qalıq məhlullarının ətraf mühitə təsiri
Məhlulun xarakteristikası Şirinləşdirmə üsulu Ətraf mühitə təsiri Duzluluq RO (
70 q/l)
MSF ( 50 q/l) Zərərli ola bilər: yüksək qiymətlərdə canlıların biomüxtəlifliyi və həyat qabiliyyətini azaldır. Ona görə məhlulların durulaş- dırılması tələb olunur. Temperatur MSF (+10-15 0 C) Tullantı suların bir qədər yüksək temperaturlu olması biomüx- təlifliyə lokal neqativ təsir edir. Temperaturu yüksək olan re- gionlarda bu faktorun təsiri azalır. Sıxlıq
RO (yüksək) MSF (kiçik) Tullantı suları yüksək sıxlığa malik olduğuna görə bentik müxtəlifliyə daha çox neqativ təsir edir. Xlor MSF (
2 mq/l)
Bir çox orqanizmlər üçün zəhərlidir. Antiərplər RO (
MSF ( 2 mq/l) Yüksək konsentrasiyalarda toksikoloji xassəyə malikdir. Bəzi antiərplərin parçalanma dövrü çox böyükdür. Xroniki effektə malikdirlər. Əlavə təsirləri az öyrənilib. Koaqulyant RO (1-30 mq/l) Toksikoloji deyil. Bulanıqlığı artırır və fotosintezi zəiflədir. Mis MSF (15-100 mkq/l) Əksər bitki və canlı müxtəlifliyi üçün kiçik toksikoloji xassə- yə malikdir. Üst-üstə yığıldıqda toksikolojidir. Digər metallar (Fe, Cr, Ni, Mb) RO MSF
Ancaq izləri müşahidə edilir. Uzun müddətli zəhərləyici xas- səyə malik deyillər, nikel istisna olmaqla. RO-nun yuyucu məhlulları - Çox zərərlidirlər, komplekslər yaradırlar və çox pis parça- lanırlar. Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
16 Təbiidir ki, cədvəldə verilən təsiri Xəzər dənizinin suyu üçün də gözləmək olar. Şirinləşdirmə qurğularının qalıq məhlul- larının utilizasiyası üçün dünya praktikasın- da 6 əsas üsuldan istifadə edilir [14]: -
-
şəhər məişət çirkab sularının kollektoruna verlməsi və birgə emalı; -
xüsusi quyulara vurulması; -
günəş enerjisindən istifadə etməklə xüsusi hovuzlarda buxarlandırılması; -
miz suyun və quru halda kimyəvi maddə- lər qarışığının alınması (ZLD – zero liqui- ed disharge, yəni maye halında olan tullan- tını sıfra endirməklə, axıntısız); -
və əmtəə keyfiyyətli ayrı-ayrı maddələrin (NaCl, CaSO 4 , Mg(OH)
2 və s.) alınması. Göstərilən üsulların hər birinin öz xüsu- siyyəti və istifadə şərtləri vardır. Ekoloji ba- xımdan ən səmərəli üsul ZLD və kompleks emalı üsullarıdır. Eyni zamanda bu texnolo- giyaları həyata keçirmək üçün yüksək istilik və kapital xərcləri tələb olunur. Kompleks emalı texnologiyasının daha mürəkkəb oldu- ğunu nəzərə alaraq əksər hallarda ZLD tex- nologiyasına üstünlük verilir [15]. Onun ma- hiyyəti məcburi sirkulyasiyalı buxarlandırı- cılardan və odluğu mayeyə endirilmiş apa- ratlardan istifadə etməklə şirinləşdirmə pro- sesinin qalıq məhlulunu buxara və quru hal- da kimyəvi maddələr qarışığına çevirməkdən ibarətdir. Bəzən buxarlandırıcıya verməzdən əvvəl qalıq məhlulundan ərp əmələ gətirən Ca və Mg ionları kimyəvi üsulla çökdürülür. Məsələn əhəng vasitəsilə gips-maqnezial qa- rışığı alınır (CaSO 4 ·2H 2 O+Mg(OH)
2 ) [4].
Ədəbiyyatda göstərilir ki, ZLD mərhələ- sində 1m
3 qalıq məhlulunun emalına çəkilən xərclər 2-3 dollar təşkil edir və onun ~60%-i istilik xərclərinin payına düşür. SDES-də 12 moduldan atılan tullantı is- tiliyinin istifadə edilməsinin mümkünlüyünü nəzərə alaraq bir modulda yaranan 3000 m 3 /sut (125m 3 /saat) qalıq məhlulun utiliza si ya sına tələb olunan istiliyin nəzəri sərfi he- sablanmışdır. Hesablamalarda [16] metodi- kada verilən osmotik təzyiq üsuluna əsasla- naraq ilkin konsentrasiyası 60 q/l olan məh- luldan təmiz suyu ayırmaq üçün tələb olunan enerjinin termodinamiki nəzəri sərfi hesab- lanmışdır (Q nəz
). Bu metodikaya görə:
3 osm nяз m / saat kVt 6 , 3 V P Q , (3)
burada P
osm – qalıq məhlulun osmotik təzyi- qidir, MPa; V – məhlulun həcmidir, m 3 .
, MPa T R S 2 P osm
(4)
burada S – məhlulun molyar konsentrasiya- sıdır, mol/l; R – universal qaz sabitidir, R=0,082 l·bar/(K·mol); T – mütləq tempera- turdur, T=273+25=298 K. Qalıq məhlulu- nun əsas hissəsini NaCl duzları təşkil etdiyi üçün S=60/58,5=1,025 mol/l. P osm =1,025·0,082·298=55bar=5,5 MPa Q nəz =5,5·1/3,6=1,53 kVt·saat/m 3
Onda bir modulun tullantı istiliyi hesabı- na şirinləşdirmə prosesində yaranan 125 m 3 /saat qalıq məhlulun utilizasiyasına tələb olunan minimal enerji sərfi 125·1,53=191,3 kVt·saat təşkil edəcəkdir. Hər modulun tul- lantı istiliyinin utilizasiya edilə bilən istiliyi 6,2 MVt təşkil etdiyinə nəzər salsaq görərik ki, əldə edilən istilik utilizasiyaya tələb olu- nan minimal istiliyin sərfindən təxminən 30 dəfə artıqdır. Odur ki, SDES-də ZLD texno- logiyası həyata keçirilə bilər – bir modulun tullantı istiliyin hesabına şirinləşdirmə pro- sesində əmələ gələn qalıq məhlul digər mo- dulun tullantı istiliyi hesabına utilizasiya edilə bilər. ZLD texnologiyasının alternativi qalıq məhlullarının xüsusi quyulara vurulmasıdır. Amma bunun üçün münasib geoloji şərtləri olmalıdır. Sadə utilizasiya üsullarından biri qalıq məhlulun ekoloji tələbləri nəzərə almaqla dənizə atılmasıdır. Ekoloji tələblərə görə [17], şirinləşdirici qurğulardan dənizə atılan bəzi qatışıqların buraxıla bilən konsentrasi- yaları belədir: asılı hissəciklər ≤20; xloridlər ≤11900; sulfatlar ≤3520; neft məhsulları ≤0,05. Dəniz suyunda xloridlərin və sulfatların konsentrasiyasının uyğun olaraq 5038 və 3266 mq/l olduğunu, eləcə də qalıq məh- lulda bu ionların konsentrasiyasına təxminən
Ekologiya və su təsərrüfatı jurnalı, №4, sentyabr, 2016- cı il
17 beş dəfə artıq olduğunu nəzərə alsaq görərik ki, duzsuzlaşdırma üçün istifadə olunan dəniz suyunun sərfi sulfat ionlarına görə hesablanmalıdır (ΔSO 4 <<ΔCl). Qalıq məhlulunun durulaşdırılması üçün tələb olunan dəniz suyunun sərfi (G dur )
bilər:
. d , SO b . b , SO b . b , SO k , SO kon dur 4 4 4 4 S S S S G G , t/saat, (5)
burada G
kon – utilizasiya edilən konsentratın sərfidir, t/saat;
– uyğun olaraq dəniz suyunda və qalıq konsentratda sulfat ionlarının konsentrasiyasıdır, mq/l; b . b , SO 4 S –
dənizə atılan suda sulfat ionlarının buraxıla bilən konsentrasiyasıdır, mq/l. Gətirilən düsturla hesablamalara görə bir modulun tullantı istiliyi hesabına şirinləşdir- mə prosesində yaranan qalıq məhlulun eko- loji tələblərə uyğun duzsuzlaşdırılması üçün tələb olunan dəniz suyunun sərfi 5500 t/saat təşkil edir. Beləliklə 125 t/saat şirinləşdiril- miş su almaq üçün təxminən 140 t/saat dəniz suyu tələb olunduğu halda, qalıq məhlulun durulaşdırılması üçün ondan 40 dəfə artıq su tələb olunur. Aydındır ki, bu, böyük kapital və istismar xərcləri deməkdir. Belə yanaşma ancaq ənənəvi istilik elektrik stansiyalarında səmərəlidir. Çünki onlarda kondensatorun soyuducu suyunun sərfi böyük olur. Məsə- lən, ―Şimal‖ ES-in birinci enerji blokunun soyuducu suyunun sərfi 23-24 min t/saat təş- kil edir. Şirinləşdirmə qurğularının qalıq məhlul- larının utilizasiya üsullarının təhlili göstərir ki, daha səmərəli üsul bu məhlullardan əm- təə keyfiyyətli kimyəvi maddələr və əlavə şi- rinləşdirilmiş su almağa imkan verən kom- pleks emalı texnologiyaların istifadə edilmə- sidir. Bu məsələ çox mürəkkəb olsa da, son 10-15 ildə membran texnologiyaların sürətlə inkişafı onun həlli üçün yeni imkanlar yarat- mışdır. Amma bu məsələ xüsusi araşdırma mövzusudur.
Yüklə 0,77 Mb. Dostları ilə paylaş:
|