Факторы обеспечения экологической безопасности технологии полимерных носителей записи информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.17.06, кандидат технических наук Склярова, Наталия Анатольевна

• Склярова, Наталия Анатольевна
• кандидат технических наук
• 2008

Оглавление диссертации кандидат технических наук Склярова, Наталия Анатольевна

ВВЕДЕНИЕ

1. ПОЛИМЕРНЫЕ НОСИТЕЛИ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ И ПРОБЛЕМЫ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ. ПОСТАНОВКА ЗАДАЧ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1. Методы записи и воспроизведения сигналов

1.1.1. Классический метод получения изображения на основе галогенида серебра

1.1.2. Магнитный метод записи информации и получения изображения

1.1.3. Цифровой метод записи информации оптические диски)

1.1.4. Гибридные методы

1.2. Отраслевой аспект повышения экологической безопасности в рамках концепции устойчивого развития

1.2.1. Концепция устойчивого развития и экологическая безопасность

1.2.2. Экологическая безопасность отрасли

1.3. Постановка задач исследования

2. ЖИЗНЕННЫЕ ЦИКЛЫ КИНОФОТОМАТЕРИАЛОВ И ДРУГИХ НОСИТЕЛЕЙ ИНФОРМАЦИИ НА ПОЛИМЕРНОЙ ОСНОВЕ 28 2.1. Производственные стадии классического метода

2.1.1. Производство кинофотоматериалов

2.1.2. Химико-фотографическая обработка кинофотоматериалов

2.2. Производственные циклы магнитного метода записи информации и получения изображения

2.2.1. Производство основы магнитных носителей

2.2.2. Нанесение магнитного порошка на основу

2.2.3. Особенности жизненного цикла производства магнитных носителей

2.3. Производство оптических дисков

2.3.1. Основы технологии получения записи информации на оптических дисках

2.3.2. Технологический процесс изготовления оптических дисков

2.4. Архивное хранение фильмовых материалов (на примере Госфильмофонда России)

2.4.1. Хранение пленок на нитрат-и триацетатцеллюлозной основе

2.4.2. Перевод архивных фильмовых материалов на современные виды носителей и особенности хранения оптических дисков

2.5. Выводы по разделу 61 3. ОБОБЩЕННЫЕ ПОКАЗАТЕЛИ В ОБЕСПЕЧЕНИИ ЭКОЛОГИЧЕКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ

3.1. Обобщенные показатели, оценивающие состояние водных систем

3.2. Обобщенные показатели, оценивающие состояние воздушной среды

3.3. Метод нормированного сравнения и его практическое 77 применение

3.3.1. Сущность метода нормированного сравнения

3.3.2. Оценка стадий жизненного цикла производства полимерных 82 носителей записи информации

3.4. Выводы по разделу

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ И КОНТРОЛЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПОЛИМЕРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

4.1. Исследование стадий производства полимерной основы 93 носителей записи информации (по методу нормированного сравнения)

4.2. Исследование оптических систем для контроля качества сточных

4.3. Оптимизация отбеливающего раствора с целью снижения содержания гексацианоферрат ионов в сточных водах

4.4. Исследование стадий химико-фотографической обработки кинофотоматериалов (по методу нормированного сравнения)

4.5. Методы рекуперации и обезвреживания отходов производства и химико-фотографической обработки кинофотоматериалов

4.5.1. Исследование процесса регенерации гексацианоферрат(Ш)калия из осадка «берлинской лазури»

4.5.2. Исследование процесса окисления тиосульфатов пероксидом водорода

4.5.3. Применение пероксокарбоната натрия для утилизации отбеливающе-фиксирующих растворов

4.5.4. Экорейтинг схем утилизации отбеливающе-фиксирующих растворов

4.5.5. Разработка технологических рекомендаций по использованию пероксокарбоната натрия для регенерации отбеливающе-фиксирующих растворов

4.6. Рекомендации по предельно допустимому содержанию в воздухе вредных веществ, оказывающих негативное влияние на сохранность фильмовых материалов (на примере Госфильмофонда)

4.6.1. Определение групп веществ, оказывающих негативное воздействие на сохранность фильмовых материалов

4.6.2. Расчет смоделированной ситуации на территории Госфильмофонда РФ с помощью программы «Эколог»

4.6.3. Разработка рекомендаций по предельно-допустимому содержанию вредных веществ в воздухе 135 4.7. Выводы по разделу 135 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 138 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 140 ПРИЛОЖЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Факторы обеспечения экологической безопасности технологии полимерных носителей записи информации»

Фотографические материалы являются многослойными полимерными композитами для записи и хранения информации. Одной из составляющих этой сложной в структурном отношении системы является полимерная основа-подложка, которая во многом предопределяет физико-механические свойства фотоматериала в целом и диктует условия их хранения. Проведенный анализ показывает, что в современных условиях все разнообразие применяемых в технологии носителей записи информации и технических систем может быть сведено к трем основным технологическим типам: традиционные (классические) фотография и кинематография с использованием технологии полимеров пленок и бумаг;

- цифровая фотография и электронный кинематограф;

- гибридные системы, сочетающие пленочные и электронные технологии.

Современная технология производства и эксплуатации различных носителей записи информации требует не только применения различных систем регенерации и повторного использования отработанных растворов, локальной очистки промывных вод, а также обезвреживания жидких токсичных отходов, но и их объединения наиболее рациональным образом в единый технологический комплекс. В настоящее время проблемы экологической безопасности занимают главенствующее место в ряду самых важных проблем, стоящих перед человечеством. Решение этой проблемы можно перевести в рамки одной семьи, одной отрасли народного хозяйства или одного технологического процесса, рассматривая существующие технологии с точки зрения безопасности для окружающей среды, с точки зрения «Концепции устойчивого развития цивилизации», которая предполагает развитие общества таким образом, чтобы, сохраняя существующий уровень цивилизации, не ущемлять права будущих поколений.

Оценка существующих химико-технологических схем в производстве и эксплуатации носителей записи информации в рамках проблем обеспечения экологической безопасности представляется особенно важной и актуальной.

Цель работы - повысить эффективность и оперативность методов оценки воздействия на окружающую среду технологических процессов производства и эксплуатации полимерных носителей записи информации, а также в рамках «концепции устойчивого развития цивилизации» обеспечить более высокий уровень экологической безопасности этих процессов.

Для реализации этих целей необходимо было решить следующие научные и прикладные технические задачи:

- провести оценку стадий жизненного цикла носителей записи информации с хточки зрения определения факторов обеспечения экологической безопасности;

- провести анализ существующих показателей и методов интегральной оценки качества воздушной и водной сред;

- установить наиболее эффективные критерии и методики оценки основных источников «экологического вреда», выявленных в существующих химико-технологических процессах производства и эксплуатации носителей записи информации, и классифицировать эти источники для дальнейшего выбора наиболее эффективных путей их устранения, обезвреживания или минимизации, используя в качестве модельной системы отработанные растворы, образующиеся при химико-фотографической обработке кинофотоматериалов.

При решении проблем, связанных с этими факторами, получены научные результаты, опубликованные в [1-7], обусловливающие повышение уровня экологической безопасности технологии полимерных носителей записи информации следующими способами:

- предложено оценивать экологическую безопасность технологических процессов производства и эксплуатации носителей информации с точки зрения «концепции устойчивого развития цивилизации»;

- определено, что для выделения факторов экологической безопасности необходимо рассмотреть технологический цикл производства полимерных носителей записи информации, используя существующие методы интегральной оценки состояния воздушной и водной сред;

- разработан метод рейтинговой оценки экологической безопасности при внедрении новых технологий в технологических процессах производства и переработки кинофотоматериалов.

Заключение диссертации по теме «Технология и переработка полимеров и композитов», Склярова, Наталия Анатольевна

3.4. Выводы по разделу

1. Существующие обобщенные показатели состояния водной и воздушной сред можно использовать для комплексной оценки факторов экологической безопасности технологии полимерных носителей записи информации.

2. Представляется наиболее рациональным для предварительного выбора компонентов, подлежащих первоочередной очистке в конкретном стоке использовать критерий, вычисляемый как соотношение величин содержания i - го загрязнителя в стоке и его ПДК (предельно допустимой концентрации), т.е. С,/ПДК^,. Для оценки жизненного цикла следует выбирать в качестве наиболее опасного с экологической точки зрения реагента тот, для которого данный критерий имеет наибольшее значение.

3. Для ранжирования существующих процессов по степени опасности нами предложено использовать метод нормированного сравнения.

4. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОБЕСПЕЧЕНИЮ И КОНТРОЛЮ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ В ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ПРОЦЕССАХ ПОЛИМЕРНЫХ НОСИТЕЛЕЙ ЗАПИСИ ИНФОРМАЦИИ

В главе 2 нами был проведен анализ стадий жизненного цикла технологии полимерных носителей записи информации, выделены основные факторы, влияющие на экологическую безопасность. Основное внимание было предложено уделить стадиям производства основы носителей информации, на стадии эксплуатации - стадиям химико-фотографической обработки, особенно, отбеливающе-фиксирующим стадиям и стадии отбеливания. В связи с эти, нами была исследована возможность применения оптических систем для контроля качества водной среды, после химико-фотографической обработки кинофотоматериалов. С помощью этих системы можно проводить экспресс-анализ сточных вод в постоянном режиме и таким образом предупреждать появление загрязнителей в количествах, превышающих ПДК.

В главе 3 нами было показано, что метод нормированного сравнения является универсальным и позволяет проводить сравнение не только технологических стадий разных процессов, но и определять «экорейтинг» отдельных участков технологических цепочек. Так, например, нами проводится расчет использования различных составов смесей растворителей при производстве триацетат целлюлозы и определяется их «экорейтинг».

Учитывая, рассмотренные ранее в главе 2, особенности химико-фотографической обработки с использованием в качестве отбеливающего вещества гексацианоферрат (III)- калия, мы предлагаем оптимизировать этот раствор с целью уменьшения содержания токсичного вещества, а также регенерации отработанных отбеливающих растворов с целью вторичного использования. Процесс ECN-2 в рекомендациях фирмы Кодак имеет несколько вариантов составов отбеливающе-фиксирующих растворов. Мы провели расчет методом нормированного сравнения «экорейтинга» этих систем. Полученный результат подтверждает тот факт, что наиболее безопасными являются системы на основе персульфат-иона в качестве отбеливающего реагента. В связи с тем, что в настоящее время в процессах ECN-2 применяют отбеливающе-фиксирующие системы, мы предлагаем методы рекуперации и обезвреживания данных стоков. Предложенные схемы утилизации были оценены методом нормированного сравнения и был определен их «экорейтинг». На основании проведенного расчета нами была выбрана оптимальная схема рекуперации и разработаны рекомендации по использованию пероксокарбоната натрия для регенерации отбеливающе-фиксирующих растворов.

Стадия хранения в жизненном цикле носителей информации занимает одно из важных мест. Сохраняемость фильмовых материалов, находящихся в специальных хранилищах, требует соблюдения определенных условий. Существующие нормы по предельно допустимому содержанию в воздухе вредных веществ необходимо изменить в сторону ужесточения в связи с изменившейся ситуацией. В настоящее время планируется увеличить мощности кирпичного завода и построить логистик-парк для большегрузных автомобилей в непосредственной близи Госфильмофонда РФ. В связи с этим, нами была определены группы веществ, оказывающих негативное воздействие на сохранность фильмовых материалов и произведен расчет смоделированной ситуации вокруг Госфильмофонда РФ с учетом строящегося логистик-парка и увеличения мощностей кирпичного завода с помощью программы «Эколог». В результате были разработаны Технические рекомендации по предельно допустимому содержанию в воздухе вредных веществ, оказывающих негативное влияние на сохранность фильмовых материалов (на примере Госфильмофонда РФ).

4.1. Исследование стадий производства полимерной основы носителей записи информации (по методу нормированного сравнения)

Одной из важнейших составляющих в производстве триацетат целлюлозы является состав смеси растворителей, который достаточно серьезно влияет на качество получаемой продукции, а их состав существенно влияет на загрязнение атмосферного воздуха, т.к. составляющие смеси растворителей имеют различные значения ПДК. В состав пленкообразующего раствора входят три основных компонента: пленкообразующий полимер, растворители и пластификаторы. Особую роль играет выбор смеси растворителей, которые влияют на получение гомогенного, с оптимальной вязкостью раствора. Для растворения триацетата целлюлозы используют смеси метиленхлорида со спиртами. Наиболее целесообразным следует считать применение смеси метиленхлорид - бутиловый спирт (9,2:0,8) для триацетат целлюлозы, содержащего связанной уксусной кислоты до 61,2%.Для содержащей более 61,2% связанной уксусной кислоты нужно использовать смесь метиленхлорида с метиловым спиртом (9:1). С целью улучшения физико-механических свойств получаемых пленок иногда используют тройную смесь растворителей: метиленхлорид - метиловый спирт - бутиловый спирт (9:0,7:0,3). Методом нормированного сравнения с учетом ПДК имеющихся веществ, произведен расчет с целью определения наименее экологически опасного состава.

Как видно из рисунка наиболее безопасным с экологической точки зрения является смесь растворителей метиленхлорид — бутиловый спирт.

Рис.4.1. Экорейтинг смеси растворителей: 1 схема метиленхлорид — бутиловый спирт (9,2:0,8);2 схема метиленхлорид -метиловый спирт (9:1;) 3 схема метиленхлорид - метиловый спирт - бутиловый спирт (9:0,7:0,3).

4.2. Исследование оптических систем для контроля качества сточных вод

Большое значение в настоящее время имеет способность проводить экспресс-анализ сточных вод, с целью предупреждения попадания загрязнителей в водную среду. Нами был исследованы различные оптические системы с целью их применения в этом качестве. Известные методы УФ-спектроскопии вместе с методом флюоресценции позволяют определять загрязнители и сравнивать их количества с предельно-допустимыми значаниями для этих веществ. Метод озонохемилюминенсценции применялся нами для анализа стоков по содержанию в них проявляющих веществ и их окисленных форм. Основная особенность метода - получение двух уровней информации. Флуориметрические данные не используются для количественных определений, а только указывают на наличие конкретного типа вещества. Фотометрические данные по спектральным отношениям позволяют определить концентрацию искомых веществ. Для определения спектральных характеристик исследовались спектры проявляющих веществ. Измерения проводились на спектрофотометре СФ-26. Далее рассчитывался молярный коэффициент экстинкции по формуле: e=D/(c*d), где D- оптическая плотность образца по заданной длине волны, с- молярная концентрация раствора, d - длина кюветы в сантиметрах.

В нашем случае длина кюветы составляет 1 см, исходя из этого уравнение (1) можно упростить:

D /с

Этот эксперимент проводился для нескольких исследуемых концентраций проявляющих растворов, как с добавлением навесок сульфита, так и в его отсутствии. Диапазон концентраций проявляющих веществ выбирался исходя из возможности получения наиболее различимых пиков на кривой спектрального поглощения и составлял 10"5-10"4 моль/л. Содержание сульфита натрия определялось в соответствии с рецептурой обрабатывающих растворов и рассчитывалось в зависимости от содержания проявляющих веществ в исследуемых растворах. Исследовали цветные проявляющие вещества CD-2 и CD-3, гидрохинон и фенидон.

Было обнаружено, что у цветных проявляющих веществ CD-2 и CD-3 наблюдается один пик поглощения на лине волны 240 нм, наличие сульфита натрия сглаживает пики поглощения.

Для черно-белых проявляющих веществ: у гидрохинона - два пика поглощения при длине волны 240 нм и 290 нм, у фенидона - один пик при длине волны 240 нм, что позволяет сделать вывод о наличии у проявляющих веществ выраженного пика поглощения при длине волны 240 нм.

Были получены калибровочные кривые зависимости оптической плотности от концентрации проявляющих веществ, которые в дальнейшем будут использованы для разработки соответствующих методик анализа.

Определение спектров поглощения и испускания на одном приборе позволяет оценить качественный и количественный состав пробы. На рис. 4.2 представлен спектр испускания цветного проявляющего вещества CD-3. яя

HIT ■г" 1 т ПН р г щ

1 14 27 40 S3 66 70 92 105 118 131 14 А 157 170 183 19 а

I интенсивность сигнала

I m.i*

L »Р«ш. hunt

Рис. 4.2. а - Спектр испускания цветного проявляющего вещества CD-3, б -кривая дожигания CD-3 в среде озона за счет хемилюминесценции.

В Санкт-Петербургском научно-исследовательском центре экологической безопасности РАН разрабатываются новые методы контроля содержания вредных веществ в природных и сточных водах. Так, новым методом контроля суммарного содержания органики в водной среде по параметру ХПК, основанным на явлении хемилюминесценции, которая возникает при взаимодействии исследуемой пробы с озоном, является озонохемилюминесцентный метод.

Исследование динамики озонолиза - экспериментальное, основанное на дожигании в стандартных условиях модельных смесей. По площадям под кривой дожигания можно определить концентрации веществ в пробе .

При проведении исследования проб с содержанием цветных проявляющих веществ CD-2 и CD-3 в количестве от 5 до 50 мг/л, было установлено, что кривые дожигания носят кратковременный характер. Это говорит о наличии органических восстановителей с двойными и тройными связями, которые быстро разлагаются под действием озона. Более прочные органические соединения с простыми связями догорают и разлагаются дольше.

Вид кривой дожигания для гидрохинона существенно отличается от соответствующих кривых для других проявляющих веществ, что, по-видимому, связано с образованием достаточно устойчивых промежуточных продуктов в процессе озонолиза. Установлено, что для цветных проявляющих веществ, а также для гидрохинона и фенидона между максимальной интенсивностью сигнала озонохемилюминесценции и содержанием вещества в исследуемой пробе имеется линейная зависимость в указанном выше диапазоне концентраций.

4.3. Оптимизация отбеливающего раствора с целью снижения содержания гексацианоферрат ионов в сточных водах

Как уже упоминалось выше, стадия отбеливания является одной из самых экологически опасных. Особенно в растворах, содержащих гексацианоферрат-ионы. Введение в отбеливающий раствор, содержащий гексацианоферрат-ион, персульфата натрия создает окислительно-восстановительную систему, в которой персульфат-ион восстанавливает образующуюся окисленную форму гексацианоферрат-иона. Нами изучались окислительно-восстановительные свойства двойных редокс- систем и сопряженной тройной системы гексацианоферрат (III)- гексацианоферрат (II)- персульфат в зависимости от количественных соотношений, рН системы и времени их взаимодействия с целью создания отбеливающего раствора с уменьшенным содержанием токсичных гексацианоферрат -ионов.

Для исследования приготавливали 5 бинарных смесей, в каждую вводили 12 г/л гексацианоферрат(П)-калия и переменные количества персульфата натрия: 24, 22, 10 и 5 г/л. При этом весовые соотношения персульфат натрия: гексацианоферрат(П)- калия в смесях составили: 2; 1,83; 1,66; 0,83; 0,41. соответственно. Равновесие в системах устанавливалось примерно через 60 минут, после чего определяли процент остаточного гексацианоферрат(П)-калия перманганатометрическим титрованием. Полученные результаты (рис.4.3.) показывают. Что с увеличением весового отношения персульфат натрия: гексацианоферрат (II)- калия уменьшение содержания гексацианоферрат (II)-калия сопровождается симбатным увеличением потенциала системы, что свидетельствует о достаточно полном окислении гексацианоферрат (II)- калия персульфатом натрия при рН около 6,3.

Рис.4.3. Зависимости процентного содержания остаточного гексацианоферрат (II)- калия (1) и потенциала равновесной системы (2) от весового соотношения Na2S208:K4[Fe(CN)6] (А - весовое соотношение Na2S208:K4[Fe(CN)6]).

Тройная сопряженная система гексацианоферрат(Ш)-калия- гексацианоферрат (II)- калия - персульфат натрия изучалась при различном исходном весовом соотношении гексацианоферрат (III)- калия: персульфат натрия и постоянной исходной концентрации гексацианоферрат (II)- калия равной 4 г/л. Равновесие в системах устанавливалось в течение 60 минут. Наряду с измерением потенциала системы проводился химический анализ на содержание гексацианоферрат -ионов и персульфат-ионов. Для устранения мешающего влияния гексацианоферрат-ионов нами предложено осаждать их солями цинка, а в фильтрате определять содержание персульфат-ионов иодометрическим титровнаием. Как показали результаты исследований (рис.4.4), величины потенциалов равновесных систем лежат в пределах 402-420 мВ, что на 20-30 мВ выше, чем в бинарных системах, не содержащих гексацианоферрат(Ш)-калия. Увеличение потенциала вызвано окислением введенного в систему гексацианоферрат(Ш)- калия, что подтверждают данные химического анализа и ориентировочный расчет, проведенный по уравнению Нернста с использованием экспериментальных величин потенциалов. Скорость окисления достаточно велика и окисление 4 г гексацианоферрат (II) -калия практически заканчивается в первые 20 минут. В результате изучены зависимости окислительно-восстановительных свойств бинарных и тройных систем, содержащих гексацианоферрат (III)- калия- гексацианоферрат (II)- калия и персульфат натрия, от концентрации компонентов и РН растворов. Показано, что в исследуемой сопряженной системе персульыат натрия в отсутствии активатора эффективно окисляет гексацианоферрат (II)- калия в количестве, соответствующем его содержанию в отработанном отбеливателе.

4.4. Исследование стадий химико-фотографической обработки кинофотоматериалов (по методу нормированного сравнения)

В части 2.1.2. перечислены существующие процессы обработки пленок. По рекомендациям фирмы Кодак существует несколько рецептов отбеливающе-фиксирующих растворов. Как пример этого, автором был проведен расчет методом сравнительного нормирования существующих процессов обработки пленки ECN-2 стадии отбеливания по рекомендациям фирмы Кодак. i?fm

40 0

35-0

300

250

О 40 2о зо 4С 5~о £0 Л1ИИ. Рис. 4.4. Кинетика изменения потенциала в сопряженной тройной системе K3[Fe(CN)6]- K4[Fe(CN)6- Na2S2Os при различном исходном весовом соотношении: K3[Fe(CN)6]: Na2S208: 1- 4:28; 2- 6:26; 3- 8:24; 4- 10:22; 5- 12:20. содержание K4[Fe(CN)6 - 4 г/л.

При использовании персульфатного отбеливателя удается не только исключить сброс высокотоксичных гексацианоферрат-ионов, но и достичь определенного повышения качества фотографического изображения (по сравнению с феррицианидным отбеливателем) - исключается опасность образования розовых пятен на изображении, а также уменьшается величина Dmhh для зеленочувствительного слоя (процесс ECN-2). Это особенно важно с точки зрения повышения качества звуковой дорожки (процессы ЕСР-2) [99]. Кроме этого, специалистам фирмы "Кодак" удалось разработать состав персульфатного отбеливателя, использование которого, несмотря на необходимость применения дополнительной ванны с тиоловым ускорителем отбеливания, является более экономичным, чем для феррицианидного отбеливателя [100],

Как показали исследования [48,101], персульфатный отбеливатель с ускорителем отбеливания для обработки современных цветных кинопленок может быть с успехом заменен хинон-персульфатным, а также отбеливателем на основе комплексона железа или комбинированным отбеливателем на основе Fe(III)EDTA и персульфата аммония, разработанным на кафедре фотографии и технологии обработки светочувствительных материалов СПИКиТ под руководством профессора А.В. Редько. При использовании этих отбеливающих растворов исключается как сброс токсичных гексацианоферрат-ионов, так и дополнительная стадия процесса обработки.

В настоящее время проводятся активные исследовательские работы по поиску новых отбеливающих агентов, которые бы отвечали следующим основным условиям: хорошая биоразлагаемость, приемлемая стоимость и комплексообразующая способность (такие как ЭДТУ и др.) [75,101].

Нами был проведен расчет методом нормированного сравнения существующих процессов обработки пленки ECN-2 стадии отбеливания по рекомендациям фирмы Кодак. В качестве исходных были взяты данные по содержанию веществ в стоках отработанных растворов. Наиболее интересным представлялось рассмотреть соотношение ХПК к БПК5. Большое значение этого соотношения свидетельствует о наличии трудноразлагаемых в природе веществ. Для расчета также были взяты данные по количеству серебра (его концентрация значительно превышала ПДК) и содержание общего органического углерода и азота, свидетельствующие о количестве проявляющих веществ. Исходные данные для расчета представлены в таблице 4.1. Результаты расчета приведены на рис. 4.5.

Как видно, самым экологически безопасным является процесс, в котором в качестве отбеливающего агента используется персульфат и самым небезопасным - процесс с использованием иона феррицианида.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Определен комплекс объективных методов оценки технологических процессов производства и эксплуатации полимерных носителей записи информации, что позволило повысить уровень их экологической безопасности.

1. Проведена оценка технологического цикла процесса технологии полимерных носителей записи информации и установлены факторы обеспечения экологической безопасности, важнейшими из которых являются расход сырья, объем и составы выбросов в атмосферу, и объем и опасность образующихся отходов.

2. Рассмотрены технологические циклы производства полимерных носителей записи информации: при производстве триацетатцеллюлозы основными факторами являются: выбросы метиленхлорида, большое количество отходов жидких и твердых; при производстве полиэтилентерефталата - выбросы альдегидов и кетонов и твердые отходы; при производстве поликарбонатов - выбросы бисфенола А и наличие твердых отходов.

3. Разработан метод нормированного сравнения параметров для оценки экологической безопасности существующих процессов и при внедрении экологически чистых технологий производства, эксплуатации и химико-фотографической обработки полимерных носителей записи информации. С помощью этого метода показано, что экологический рейтинг процесса ECN-2 повышается при заменен феррицианидной отбеливающей системы на системы на основе комплексон- железа (83,6%), а также на основе персульфат-ионов (до 100%).

4. Разработаны технологические рекомендации по использованию пероксокарбоната натрия для снижения окисляемости отработанных отбеливающе-фиксирующих растворов химико-фотографической обработки с использованием отработанного раствора проявителя в качестве средообразующего реагента (рН=9-10). Методом нормированного сравнения определена оптимальная схема обработки отбеливающе-фиксирующего раствора, в которой стадия окисления проводится после полного осаждения железа и в раствор добавляется отработанный проявляющий раствор в соотношении 1:1.

5. Даны рекомендации по предельно допустимому содержанию в воздухе вредных веществ, оказывающих негативное влияние на фильмовые материалы (на примере Госфильмофонда) не превышающие средне-суточные ПДК для загрязняющих веществ в атмосферном воздухе населенных мест и полное исключение наличия сероводорода, пероксидов и паров ртути. Применение этих рекомендаций позволит обеспечить надлежащие условия хранения уникальных фильмовых материалов.

6. Разработан метод оптимизации отбеливающего раствора на основе гексацианоферрат (III) калия с помощью персульфата натрия в соотношении 3:5, позволяющий уменьшить количество экологически опасного гексацианоферрат (III) калия в исходном растворе в 1,5-2 раза.

7. Разработана методика регенерации гексацианоферрат(Ш)- калия из осадка «берлинской лазури», полученной методом реагентного осаждения из промывных вод после операции отбеливания цветных кинопленок, дающая 95,8-98,3% окисления гексацианоферрат (II)- калия в гексацианоферрат(Ш)-калия. Регенерированная соль может быть повторно использована в технологическом процессе.

8. Предложен озонохемилюминесцентный метод контроля для оценки содержания веществ вымываемых из противоореольных слоев отечественных и импортных цветных позитивных кинопленок, позволяющий определить уровень загрязнения щелочных растворов, влияющих на стабильность работы проявителя совместно с методом УФ спектроскопии.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Склярова, Наталия Анатольевна, 2008 год

1. Склярова, Н.А. Обезвреживание отработанных отбеливающе-фиксирующих растворов с помощью пероксокарбоната натрия. / Н.А.Склярова, К.Б.Греков, Е.А.Андреева // Журнал прикладной химии. 2007. Т.80. № 6. С.1043-1045.

2. Метод регенерации красной кровяной соли из осадка «берлинской лазури»/ И.В. Абрамкина и др. // Безотходная технология производства и обработки кинофотоматериалов: сб. научн. тр. / ЛИКИ. Л., 1984 . С.55-61.

3. Применение метода озонохемилюминесценции для оценки свойств веществ, вымываемых из противоареольных слоев отечественных и импортных цветных позитивных кинопленок./ A.M. Воронцов и др. // Новые технологии и их применение. №1, 2005. С.10-12.

4. ГОСТ 30773-2001. Ресурсосбережение. Обращение с отходами. Этапы технологического цикла. Основные положения. Место, год. с. (Межгосударственный стандарт).

5. Иофис, Е.А. Кинофотопроцессы и материалы / Е.А.Иофис 2-е изд.,перераб. и доп. - М.: Искусство, 1980. 240с.

6. Большая Советская Энциклопедия. Т. 12. / гл.ред.А.М.Прохоров. М: Советская энциклопедия, 1973. 624с.

7. Коноплев, Б.Н. Основы фильмопроизводства: учебное пособие для киновузов / Б.Н.Коноплев М.:Искусство,1988. 319с.

8. Белоусов, А.А.Технология копирования архивных фильмовых материалов./А.А.Белоусов, .А.И. Винокур , М.С.Васин М.: НИКФИ, 2003. 180с.

9. Артюшин, Л.Ф. Справочник кинооператора. / Л.Ф.Артюшин, И.Д.Барский, А.И.Винокур //М: «Галактика-Л», 1999.-256с.

10. Греков К.Б. Теоретические основы и практические аспекты экологически чистой технологии химико-фотографической обработки светочувствительных материалов: дис. на соиск. Учен. Степ, д-ра техн. наук. / Константин Борисович Греков. СПб, 2000. 435с.

11. Журба, Ю.И. Краткий справочник по фотографическим процессам и материалам / Ю.И.Журба. -М.: Искусство, 1991. 352 с.

12. Редько, А.В. Основы черно-белых и цветных фотопроцессов / А.В.Редько М.: Искусство, 1990. 256с.

13. Греков, К.Б. Основные принципы построения систем экологически чистой технологии химико-фотографической обработки кинофотоматериалов / К.Б.Греков //ЖНиПФ. 2001. Т.46. №3. С.46-51.

14. Брагинский, Г.И. Технология магнитных лент / Г.И.Брагинский, Е.Н.Тимофеев 2-е изд., перераб. - Л.: Химия, 1987- 328с.

15. Михайлова, В.И. Запоминающие устройства на оптических дисках./ В.И.Михайлова и др. -М: Радиосвязь, 1991. 223с.

16. Колаич, Н.И. Ремонт CD-поигрывателя./ Н.И.Колаич М: Радиотон, 1998 -221с.

17. Цифровая звукозапись. Руководство по CD, мини-дискам, SACD, DVD (А), МРЗ и DAT. М: Мир,2004 - 350 с.

18. Роль высшей школы Санкт-Петербурга в реализации концепции устойчивого развития: сборник материалов по образованию в области устойчивого развития / под ред. А.К.Бродского.- СПбГУ, 2003. 176с.

19. Безопасность: теория, парадигма, концепция, культура. Словарь-справочник. Автор-сост. профессор В.Ф. Пилипенко. М.:ПЕР СЭ, 2005.-160с.

20. Измалков, В.И. Техногенная и экологическая безопасность и управление рисками./ В.И.Измалков, А.В .Измалков -СПб: НИЦЭБ РАН, 1998. 482с.

21. Эко динамика и экологический мониторинг Санкт-Петербургского региона в контексте глобальных изменении / под ред. К.Я.Кондратьева и А.К.Фролова СПб: Наука, 1996. - 442с.

22. Экологическая доктрина Российской Федерации. Правительство Российской Федерации. Распоряжение от 31 августа 2002 г. №1225-р.

23. Алымов, В.Т. Техногенный риск: Анализ и оценка: учеб. пособие для вузов / В.Т.Алымов, Н.П.Тарасова М.:ИКЦ Академкнига, 2006. 118с.

24. О целевой среднесрочной экологической программе города Москвы на 2006-2008 годы. Постановление Правительства Москвы 28 марта 2006 г. №219-ПП.

25. Мнацаканов , С.С. Пленкообразующие полимеры для носителей записи информации: учебное пособие / С.С.Мнацаканов, А.В.Варламов, И.В.Сидорова / СПб: Изд. СПбГУКиТ, 2007. 78с.

26. Dagon TJ. Introduction to photofinishing in the environmental issue. // J.Imag.Techn.-l 988.-V.14.-N6.-P. 153.

27. Cribbs T.P. Environmental benefits of process RA-4 // Symposium on environmental issues in photofinishing.- Los Angeles, Sept. 15-17, 198 P.6-7.

28. Disposal and treatment of photographic effluent. In support of clean water. Kodak publication N J-55, 1989.-37 p.

29. Величко, Г.В. Ресурсосберегающая экологически чистая технология обработки кинофотоматериалов: учеб. Пособие / Г.В.Величко, Т.М.Гурьянова -Л.:ЛИКИ, 1988.-68 с.

30. Редько, А.В. Фотография: учеб. пособие / А.В.Редько М.: Легпромбытиздат, 1995. - 304 с.

31. Super low flow replenishment chemicals in mini-lab/S. Koboshi, K. Kobayashi, M. Kurematsu, M. Hagiwara // Ibid. P. 1-2.

32. Брагинский, Г.И. Технология основы кинофотопленок и магнитных лент / Г.И.Брагинский, С.К. Кудрна 2-е изд., перераб. - Л.:Химия, 1980. - 400 с.

33. Чибисов, К.В. Химия фотографических эмульсий / К.В.Чибисов М.: Наука, 1975.-344 с.

34. Джеймс, Т. Теория фотографического процесса / Т.Джеймс: пер. с англ. 2-е русское издание. Л.: Химия, 1980. - 672 с.

35. Manual for processing Eastman motion picture films. Module 7. Process ECN-2 specifications. Kodak publication № H-24.07.

36. Manual for processing Eastman motion picture films. Module 9. Process ECP-2A and ECP-2B specifications. Kodak publication № H-24.09.

37. PTM 19-36-90. Фильмовые материалы цветные негативные. Технологический регламент химико-фотографической обработки. 30 с.

38. РТМ 19-42-91. Фильмовые материалы цветные позитивные.-Технологический регламент химико-фотографической обработки. 30 с.

39. Редько, А.В. Процессы химико-фотографической обработки современных цветных фотографических материалов / А.В.Редько // ТКиТ. 1994,. №2. С.29-36.

40. Редько, А.В. Основы фотографических процессов / А.В.Редько СПб: Лань, 2000.-512 с.

41. Величко, Г.В. Охрана окружающей среды от промышленных отходов химико-фотографической обработки кинопленок / Г.В.Величко, Н.Е.Денисова , А.А.Макареня // ТКиТ. 1979. №1. С.23-28.

42. Bober T.W., Dagon T.J., Fowler Н.Е. Treatment of photographic processing waste // Handbook of industrial waste treatment, v.l. Ed. L.K.Wang, Mu Hao Sung Wang, N.Y.-Basel-Hong Kong, 1992, p.p. 173-227.

43. Греков, К.Б. Снижение окисляемости сточных вод при химико-фотографической обработке кинопленок: учеб. пособие / К.Б.Греков Л.: ЛИКИ, 1991.-29 с.

44. Редько, А.В. Отбеливающие растворы на основе хинон-персульфата и Fe(III)EDTA для обработки цветных кинопленок // ТКиТ.- 1993.N5.-C. 45-51.

45. Греков К.Б. Химико-фотографическая обработка и окружающая среда: Аналитический обзор по материалам зарубежной печати. СПГУКиТ,

46. ГОСКИНО РФ. М., 1999. 95 с. (рукопись депонирована в ОНТИ НИКФИ 25 октября 1999 г., № 157-КТ99, шифр хранения ДР-186).

47. Клогге Н., Maenning D., Stuetzel К. Chemical treatment of effluent from photofinishing plants. // Journal of Imaging Technology. 1988. V14. N6. P.154-156.

48. Денисова, H.E. Очистка сточных вод кинофотопредприятий и охрана окружающей среды: учеб. пособие / Н.Е.Денисова Л.:ЛИКИ, 1977. - 90с.

49. Применение комплексонов при химико-фотографической обработке кинофотоматериалов // Фотокинотехника. Обзорная информация. Выпуск 5 (50).-М: НИКФИ, 1981 -24 с.

50. Roosen R., Vanrensel G.,Verbrugyhe R.G.Y., The use of Bleach-Fixing Baths in Color Motion-Picture Film processing // Journ. of SMPTE. 1973. V82. №7,6-11 July.

51. Применение отбеливающе-фиксирующих растворов в обработке цветной позитивной пленки // Техника кино и телевидения. 1974, № 9. С.80.

52. Бареко, Л.Г. Исследование фиксирующих растворов новой рецептуры (с тиосульфатом аммония).//Труды НИКФИ. вып.123.М.,1985.-С. 102-111.

53. Adelstein P.Z., McCrea J.L. Permanence of Processed Easter Polyester Base Photografic Films. //Photogr.Sci. and Eng.- 1965.V9 . №.5. P. 305-313.

54. Adelstein P.Z., McCrea J.L. Stability of Processed Polyester Base Photografic Films // J.Appl. Photogr. Eng.- 1981.V.7. № 6, . P. 160-167.

55. Компания «Маркой» производство CD дисков. Все этапы тиражирования CD дисков. Производство CD дисков Электронный ресурс. http://www.markonmedia.com/

56. Горелов, Е.П. Проблемы старения кинофильмовых материалов / Е.П.Горелов и др.- М.: НИКФИ. Кинофототехника. Обзорная информация. Вып.4(87), 1986- 55 с.

57. Энциклопедия полимеров,- М.: Совесткая энциклопедия, 1977- Т.З,С.479-486.

58. Pollakowski G. Die Archivierung von Silberhalogenid-Filmmaterial, Schriftenrech DEFA Zentralstelle fur Filmtechnirk. Berlin. 1985. Heft 10.

59. P 19-87-2003. Кинематография. И сходные материалы фильмов. Условия хранения в фильмоархивах. — 86 с.

60. Устинов, В.А. Сохранность аудиовизуальных документов, изготовленных из полимерных материалов / В.А.Устинов, С.А.Тихонов // Техника кино и телевидения. 2001. №10(538). С.96.

61. РТМ 19-14-93. руководящий технический материал. Фильмовые материалы. Технологический регламент условий долгосрочного хранения на кинопредприятиях.

62. Р 19-87-2003.Рекомендации. Кинематография. Исходные материалы фильмов. Условия хранения в фильмоархивах.

63. РД 19-239-96. Руководящий технический документ. Рекомендации по хранению и консервации звуковых магнитных фонограмм для кинематографии и телевидения.

64. ГОСТ 7.68 95. Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу. Фоно- и видеодокументы. Общие технические требования к архивному хранению.

65. ISO/NC 42/SC N 4335.16.09.1998. ISO/CD 16111, ISO/ ТС 42/WG 5/ Секретариат: ANSI(PIMA). Фотография Оптические диски - Хранение.

66. Дмитриев, В.В. Интегральная оценка экологического состояния и качества природной и антропогенно трансформированной среды / В.В.Дмитриев // Успехи современного естествознания. 2007. №8.

67. Фрумин, Г.Т. Экологическая химия и экологическая токсикология / Г.Т.Фрумин СПб.: изд. РГТМУ, 2000. -198с.

68. Рыбальченко, И.В. Химическая опасность: методы первичного выявления / И.В.Рыбальченко // Экологические системы и приборы. 2000. №1. С. 16-21.

69. Воронцов, A.M. Развитие гибридных методов аналитики в контроле окружающей среды / А.М.Воронцов, Никанорова М.Н. // Инженерная экология. 1996. №3. С.96-109.

70. Воронцов, A.M. Пути снижения экологической преступности. Правовые аспекты обеспечения экологической безопасности окружающей среды / / А.М.Воронцов, Никанорова М.Н. // Доклады эколого-правового форума. 20-21 апреля 2000. СПб: МАНЭБ. 2000. С.188-192.

71. Предельное содержание токсичных соединений в промышленных отходах, обуславливающее отнесение этих отходов к категории по токсичности: Методические рекомендации № 3170-84. Утв. Минздравом СССР и АН СССР.

72. Pollakowski, G. Filmbearbeitung und Filmarchivierung. Okonomische und okologische Aspekte / Pollakowski G. -3R Verlag Berlin, 1990. -112 S.

73. СанПиН 4.559-96. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества, (введ. с 01.07.1997).

74. ГОСТ 17.1.1.01-77 (СТ СЭВ 3544-82). Охрана природы. Гидросфера. Использование и охрана вод. Основные термины и определения.

75. Требования к качеству воды нецентрализованного водоснабжения. Санитарная охрана источников: Санитарные правила (СанПиН 2.1.4.544-96). — М.: Информационно-издательский центр Госкомсанэпиднадзора России, 1996. — 26 с.

76. Беспамятнов, Г.П. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде: справочник / Г.П.Беспамятнов, Ю.А. Кротов Л.: Химия, 1985. - 528 с.

77. Оценка и регулирование качества окружающей природной среды: учеб. пособие для инженера-эколога / под ред. А.Ф. Порядина и А.Д. Хованского. — М.: НУМЦ Минприроды России, Издательский Дом "Прибой", 1996. — 350 с.

78. Сидоренко, Г.И. О путях повышения эффективности исследований по гигиенической регламентации вредных веществ в воде / Г.И.Сидоренко, Г.Н.Красовский , З.И.Жолдакова // Гигиена и санитария. 1979. №7. С. 16-21.

79. West L.E. Disposal of waste effluents from effluents from motion-picture film processing //J. SMPTE.-1970.-V.79.-№9.-P.765-771.

80. Kucharka E., Walczak A. Problemy ochrany szedowiska w przenysle filmowym. // Kinotechnik.-1975.-R.28.-№322-323(5-6).-P. 1 -5.

81. Yamamoto H. Design of post-EDTA biodegradable chelatings agents. // J. Soc. Photogr. Sci. Technol. Japan.-1997.-V.60.-№1.-P.5-11.

82. Cooley A.C. et. al. Silver and the environment. // Journal of Imaging Technology, 1988, v.14,N6, p.183-189.

83. Branch D.A. Silver recovery methods for photoprocessing solutions. Ibid. -p.160-166.

84. Lorenzo G.A. In situ ion exchange silver recovery for pollution control. Ibid.- p.174-178.

85. Nakamura Т., Iwano H. Self-ripening precipitation process a linear polymeric precipitant and cross-flow microfiltration system to remove silver from photoprocessing wash water // Journal of Imaging Science and Technology. 1995. V.39.N5, p.419-424.

86. ГОСТ 17.2.1.03-84. Охрана природы. Атмосфера. Термины и определения контроля загрязнения.

87. Тимофеева, С.С.Экологический менеджмент/ С.С.Тимофеева Серия «Учебники, учебные пособия». - Ростов н/Д: Феникс. 2004. - 352с.

88. Растокуев, В.В. Экспертная система для обработки данных контроля загрязнений атмосферы / В.В .Растокуев Российская академия наук, СПб, НИЦЭБ. 1997.-261 с.

89. Греков, К.Б. Технологические и экологические проблемы химико-фотографической обработки кинофотоматериалов: учеб. пособие. /К.Б. Греков- СПб.: СПбГУКиТ, 2004. 208 с.

90. Клименко, Н.И. Экономика природопользования и экологический менеджмент: учеб. пособие.Ч.1 / Н.И.Клименко -Красноярск:СибГТУ,1998. 80 с.

91. Павлова М.С. Экологический аспект химической технологии кожи. -Автореф. дис. на соиск. Учен. Степ, д-ра техн. наук М.: Моск. Гос. Акад. легкой промыш-ти, 1997. - 50с.

92. Сорокин, Н.Д. Вопросы экологического аудита / Н.Д.Сорокин СПб.: Экополис и культура. 2000. - 352 с.

93. Пупырев Е. И. Система экомониторинга Москвы (состояние и перспективы). Экология большого города: альманах. М., Прима-Пресс, 1996.

94. Редько, А.В. Цветные кинопленки фирмы "Кодак" // TKhT.1991.N4.-C. 16-20.

95. Crisante J.E., Szafranski W.A. Kodak persulfate bleach for process ECN-2 // SMPTE J.-1982.-V.91.-N1 l.-P. 1058-1065.

96. Fushiki I., Komatsu Y., Koboshi S. Saving of wash water in color paper processing using multi tank counter-current flow technology. // J.Appl.Photogr.Eng.-1983.V.9.№2. P.62-65.