​​Про вакуум, мышей и стратегические домашние запасы

Авторское отступление. Моя основная диссертационная специализация - коллоидная химия, подспециализация - твердофазная адсорбция. Поэтому не особо удивительно, что в аспирантуре именно под мою ответственность попала DIY стеклянная адсорбционная установка на основе тончайших кварцевых спиралей (т.н. весов Мак-Бена-Бакра).

80+ летний академик-руководитель помнил что когда-то, в годах 1950 установки работали, но как они работали - объяснить не мог, я только и слышал, что "разбирайся!" или "спроси у кого!". Спросить у кого не было, сотрудники института крайне неприязненно относились к молодому аспиранту ("кто его сюда звал?") и желанием помочь мягко говоря не горели от слова совсем.

Пришлось начинать с нуля, искать в Минске специалистов-стеклодувов, поднимать вакуумную литературу начала 20 века из фонда редкой книги ЦентрНаучБиблиотеки (моя ❤️), спрашивать по всем НИИ про искровой течеискатель, проектировать в AutoCAD манометр Мак-Леода, разбираться с лампами-вакууметрами, менять рассыпавшиеся от старости детали в ваккууметре ВИТ-2, искать совесткие вакуумные масла для DIY паромасляных вакуумных насосов и т.д. и т.п.

И вот после того как я наконец-то отреставрировал и запустил эту установку 60-летней давности, проверил на ней сорбционную емкость первого десятка образцов, тут я наконец-то и почувствовал что в меня вошла вакуум благодать и теперь я главный самонареченный химик-вакуумщик беларуской академии наук...

Все это Intro для того, чтобы было понятно, насколько я неравнодушен к вакуумной технике. В том числе и в бытовых ее проявлениях.

ООН давно уже грозит глобальным голодом, так что самое время высушить что-нибудь, да сохранить. Про то, как убрать из воздушной смеси кислород, окисляющий продукты я писал (адсорберы кислорода). А сегодня напишу про то, как убрать саму воздушную смесь. Здесь поможет вакуум, в простейшем техническом толковании - это среда, состоящая из газа при давлении значительно ниже атмосферного. Если при обычном консервировании какую-то степень вакуумирования дают любые крышки (в т.ч. металлические), то для сухих и сыпучих продуктов этот способ не всегда целесообразен. Поэтому многие идут на ухищрения и для борьбы с вредителями то фасуют в присутствии сухого льда, то упаковывают в среде азота.

Совершенно случайно недавно я узнал про уникальную, при всей своей простоте, вещь. Это вакуумные упаковочные крышки для стеклянных банок. Удивительно, но на просторах aliexpress ничего подобного я не нашел. По сути просто обычные пластиковые крышки с мягким силиконовым уплотнителем от небольшой компании ООО ПКФ "Исток" из Самары. Несмотря на слабую известность, отзывы у пользователей самые лестные. Главное при использовании смачивать края силиконового уплотнителя глицерином и раз в три-пять месяцев проводить профилактическое "докачивание" вакуума. Вместо ручного насоса (идет в комплекте с крышками) можно использовать например холодильный вакуум-насос, соблюдая разумный баланс между глубиной создаваемого в банке вакуума, прочностью самой крышки (ее выворачивает внутрь) и прочностью силиконового клапана (его может вырывать внутрь банки). В общем и целом - отличный, бюджетный (относительно сухого льда и даже кислород-адсорберов) способ сохранения продуктов. Если бы его можно было соединить с бытовым способом радуризации, то наверное счастью моему не было бы предела :))

Главный (единственный?) минус для тех кто хранит свои запасы в подвале - это мыши&крысы, которые, видимо из-за пластифицирующих добавок, очень любят силикон вакуумных клапанов и проедают его подчистую, даже забывая про сами продукты.

На фото: высушенные овощи и фрукты, упакованные с помощью вакуумных крышек. Картинка взята из сети Интернет, носит сугубо иллюстративный характер.

P.S. Разные ревизии вакуум-крышек могут отличаться толщиной и качеством пластика (а значит и допустимой глубиной вакуума). Если знаете более надежные (3D печать?) аналоги - поделитесь пожалуйста в комментариях.

​​После публикации заметки про вакуум-упаковку сухих продуктов в чате внезапно развернулась дискуссия про ручного жука одного из читателей, повреждающего сухую фасоль в Волыни (Украина). Изрешетив ходами высохшую до состояния камня фасоль, жук на достигнутом не останавливался и проходил по инерции емкости, в которых эта фасоль хранилась (тазы из 5-10 мм полиэтилена низкого давления).

Этот факт вызвал оживление в чате, и резонные сомнения в том, что обычное земное насекомое способно прогрызть отверстие в вязком полиэтилене низкого давления и уйти в земные недра. До глубокой ночи шло выяснение типа грызущего аппарата жука ("маленькие зубы"/"зазубренные кусачки"), алгоритма изготовления отверстия ("грыз по сужающейся спирали") и т.п.

Я с истинным удовольствием читал это все :) В итоге понял, что проникся к этому воображаемому жуку-разрушителю полиэтилена почти что дружеской симпатией. Ведь пока весь мир бьется над вопросом утилизации пластика, украинские жуки задачу эту успешно решили и превращают кусковой полиэтилен в микропластик. Можно предположить что не станет для них преградой и сверхвысокомодульный полиэтилен, и полиамид с арамидами.

Жук этот мой старый знакомый. Еще года 3-4 назад я писал в FB про вредителя, которым заражены все продажные семена бобов. Встречайте, Acanthoscelides obtectus или фасолевая зерновка. Выходец из Центральной Америки, который с экспортными зернами распространился по всему миру.

Эта разновидность долгоносика (на самом деле у нее короткий "нос", но не суть) хорошо летает и быстро бегает, может месяцами жить без пищи. В тепле быстро размножается (4-5 поколений за теплый сезон) и нацело разрушает семена бобовых (и то, в чем они хранились). Никакого особенного грызущего аппарата, или специальных ферментов у жука нет. Просто то что на макроуровне кажется нерушимым, на микроуровне достаточно легко разбирается. Судите сами, в неком условном ПЭНД диаметр фибрилл колеблется в микрометровом диапазоне (0,5-5 мкм), кристаллиты из которых они состоят - размером в десятки нанометров (0,01 мкм) . Предположим жук у нас размером 3 мм (3000 мкм), размер лабиального щупика у него десятки микрон, режущие части будут размером меньше микрона. Как ножницами резать фольгу.

Что касается сдерживания (мне нравится беларуское слово - "утаймаваць") этого жучка. Сразу скажу, что химия инсектицидов здесь не слишком преуспевает. В случае заражения запасов семян их подвергают фумигации токсичным фосфином. Более безопасный способ - это охлаждение зерен. Насекомое очень чувствительно к низким температурам воздуха. Жуки, находящиеся вне зерен полностью погибают при -18 °С через 1-2 дня, личинки гибнут при -12 °С за сутки. Перезимовать в фасоли жук может только тогда, когда температура не опускается ниже 0°С.

У старых подписчиков LAB-66 может возникнуть резонный вопрос "а может опять, как раньше, отпугнуть растением каким?". Можно попробовать. Жук чувствителен к ментофурану и гермакрену-Д. Так что вам на выбор либо Мята Болотная (Mentha pulegium), либо Яснотка Пурпурная (Lamium purpureum), либо южноамериканское дерево Пало Санто (Bursera graveolens). Берем учебник по ботанике (как вариант Pl@ntNet на смартфон) и идем искать нужные растения, чтобы "ароматизировать" ими свои бобовые. Здесь же отмечу и то, что всевозможные китайские эфирные масла с алиэкспресс против "ПЭНД-жучка" бесполезны чуть более чем полностью.

На фото: сверху SEM фотография взрослого жука, отдыхающего в испорченном зерне фасоли (бейджик и чашечку кофе за проделанную работу дал ему я), снизу - поврежденный таз из ПЭНД (та самая проделанная работа)

То, что портит ваши деревянные дома и мебель!

Велики у страха глаза. Мешает массовое сознание (и сайты продавцов досок) все в одну кучу, всех кони, люди протачивающих ходы насекомых. Зерновок, древоточцев, короедов и прочих "шашелей". Так не пойдет, потому что это все огромный спектр совершенно разных насекомых, объединяет которых только наверное невосприимчивость к химическим инсектицидам - "крепость" из дерева хорошо защищает личинок, укрывшихся в глубине. Так что пока разбираемся с таблицей, изучаем с лупой что живет на чердаке дачи, а потом подумаем какие эффективные способы борьбы с этим придумало человечество.

P.S. Обращаю внимание, что некоторые взрослые насекомые и сами не прочь испортить дерево, не только личинка виновата.
P.P.S. Чаще всего словом "шашель" называют первую позицию в таблице, древогрызов (индикатор - очень мелкодисперсные, пылевидные выделения). Но местные названия - вещь очень субъективная, под "шашелем" вполне может подразумеваться и короед, и даже жук-усач.

Древоточцы. Стратегии сдерживания

Как и обещал, публикую небольшой обзор способов борьбы с вредителями древесины. Читаем по ссылке 👇

📜 Drevotochcy Stories. Микроволны СВЧ против насекомых

Резюме: на сегодняшний день не существует способов борьбы с древоточцами, обеспечивающих 100% эффективность. Химические способы (например, фумигация на протяжении недель) эффективны только в случае взрослых насекомых, находящихся на поверхности дерева. Чаще предпочтение отдается физическим методам борьбы, которые используются со второй половины 20 века - нагреву горячим воздухом или микроволнами. СВЧ излучение действует не напрямую на насекомых, а за счет теплопереноса от нагретого дерева, высушивающего личинок и давления пара от закипающей в порах древесины воды. Но эффективность такой обработки очень сильно зависит от качества излучающих антенн и расстояния между антенной и обрабатываемым деревом. Т.е. кустарные изделия дадут лишь плацебо-эффект и никак не повредят личинкам.

​​То, что приходит щелкает ночью...

Ведь лучше стучать,чем перестукиваться...(Е. Летов)

Вдогонку к перечню древоточцев небольшое уточнение. Многие наверное знают, как в старых деревянных домах что-то периодически резко щелкает. Это звук, который издает один из представителей семейства Anobiidae (вторая строка таблицы-определителя) - пестрый точильщик Xestobium rufovillosum, тот самый, что способен выдерживать мощности дозы до 32 000 Рентген.

Но большинство знает и любит его не за радиационную резистентность, а за способность издавать специфичный узнаваемый звук, который жук издает ударяясь головой о дерево. В тихую погоду, из деревянных стропил и балок раздаются щелчки, это подают голос самцы, а самки им отвечают (как правило). Это отличает пестрого точильщика от остальных древоточцев, которые связываются через феромоны. Самец издает 4-11 постукиваний со средней частотой 10 Гц. Самка отвечает 6+ постукиваниями с частотой 4–20 Гц. Более высокочастотные самцы чаще находят себе пару, чем самцы с басами. Благодаря узнаваемому "голосу" жука в отечественном прочтении часто называют "жук-часовщик".

В западной культуре звук, издаваемый жуком ассоциируется с часами, неумолимо отсчитывающими время до смерти. Поэтому и название соответствующее - Deathwatch Beetle. Упоминается насекомое в "Приключениях Тома Сойера" Марка Твена: "...затем ужасное тиканье часов смерти в стене у изголовья кровати заставило Тома содрогнуться — это означало, что чьи-то дни сочтены». Есть отдельная одноименная поэма (ссылка) за авторством Линды Пастан.

На пост-советском пространстве основная проблема от жука это не звук, а то, что он догрызает дубовую древесину. Догрызает, а не грызет, потому что насекомое способно переваривать только то, что уже подверглось грибковому повреждению (точильщик работает в симбиозе с грибком Donkioporia expansa).

В отличие от других древоточцев, за щелкающим жуком охотится естественный враг - т.н. синий пестряк (Korynetes caeruleus ). Личинки этого насекомого ползают по ходам, проделанным личинками точильщика и уничтожают их. Охотно отлавливают щелкающего жука и пауки, ибо жук-часовщик летает плохо, в большинстве случаев передвигается своим ходом.

Вот тот самый звук, который издает жук пестрый точильщик (Xestobium rufovillosum) из стропил чердака :)

p.s. если вдруг среди читателей есть материаловеды/химики-биомиметики, то на всякий случай напомню, что специалисты по жукам называются колеоптерологи, и у них можно почерпнуть массу полезной информации и новых идей. Если специалисты конечно настоящие, вроде Ивана Гермогеновича из "Необыкновенных приключений Карика и Вали" :)

Вечер жуков продолжается...

Звук, который издает жук-часовщик я опубликовал. Посмотрите теперь и как он это делает. Специально весь день просил исполнить😁

Кстати по уровню создаваемого звукового давления (~громкость звука) жуки отстают от всех насекомых и выдают порядка 30-60 децибел, что намного меньше, чем интенсивность звуков тех же цикад и кузнечиков (до 110-115 децибел).

p.s. мне понравилась идея из чата. Отныне в рамках LAB-66 каждое 2 июня будет "Вечером жуков". Вредных, полезных, разных. Неофициальный _вечер_ колеоптерологии.

В завершение "вечера жуков" еще один вокализ который часто можно услышать в любых строениях, имеющих деревянные элементы. Многие принимают эти звуки за работу мышей или крыс. На самом же деле это глубоко в древесине работают личинки черного домового дровосека-усача (Hylotrupes bajulus). Он находится на четвертой позиции в таблице-определителе вредителей древесины.

С какой целью личинки это делают в доме/в живой природе не ясно. Скорость их продвижения мала и сигналы не могут помочь встрече. Более того, часто живущие в соседних стволах личинки черного усача начинают скрипеть в унисон так, что кажется будто звук издают сами деревья. Среди существующих гипотез самая интересная - синхронное звучание нескольких личинок резонирует в стволе и дезориентирует их врагов (дятлов, наездников и других). Само дерево становится источником звука и маскирует насекомых. Правда я лично не припоминаю, чтобы мне довелось где-то в деревянных строениях слышать синхронное шкрябанье, видимо людей личинки врагами не считают :)

​​Надеюсь все вчера отдохнули читая про насекомых. Признаю, мне намного приятнее писать о жуках, пусть и вредных, чем об угрозе ядерного удара, или радиоактивной пыли.

Но сегодня возник интересный инфоповод. Связан он с заявлением Евгения Крамаренко, с которым мне приходилось пересекаться в некоторых "радиационных интервью". Суть заявления (см. в Washington Post) в том, что с Чернобыльской АЭС исчезла масса оборудования: автомобили, компьютеры, средства пожаротушения и дозиметры. На некоторых приборах были GPS трекеры, которые продолжают передавать данные о местоположении. И эти данные говорят о том, что "...часть украденного находится на территории Беларуси, вдоль границы. А часть перемещается по территории Беларуси — Гомель, Минск, другие места"

Раз это все перемещается, то логично попробовать поискать на беларуских онлайн-барахолках. Я не специалист в поиске украденных компьютеров, автомобилей и противопожарного оборудования, но могу попробовать посмотреть на предмет дозиметров (как коллекционер). Их, по словах Крамаренко, унесли аж 100500 1500 штук. С одной стороны, на основании ранних своих разборов (например этого) я могу предположить, что на ЧАЭС использовались (и используются) в основном сцинтилляторные поисковые приборы и другое серьезное оборудование, дико выглядящее в роли бытового дозиметра. И, возможно, сотрудники для постоянного ношения использовали дешевые и надежные дозиметры cоветского производства.

Если вы помните, в декабре 2021 я писал про дозиметрическое старье беларуских барахолок (ссылка). Посмотрел я на барахолки спустя полгода. Навскидку ничего особенно не изменилось ("распределение нормальное"), все те же СБМ-20, армейские ДП-5, МКС-01, иногда проскочит АтомФаст, cтало больше одинаковых АНРИ-01. Есть и достаточно интересные лоты.

Лот 1. Дозиметр Minicont H1370w в Бобруйске. Огромная ионизационная камера, которая для работы заполняется бутаном, прибор считает в cps (импульсы в секунду). Но объявление появилось в августе 2021 года.
Лот 2. Дозиметр MIRA 661 в Барановичах. Cчетчик Гейгера-Мюллера, но поставлялся в страны пострадавшие от аварии на ЧАЭС как гуманитарная помощь. О чем говорит и надпись "передано комиссией европейского сообщества". Объявление появилось в апреле 2022 года.
Лот 3. Польских радиометр Polon RKP-1-2 в Гомеле. Три счетчика Гейгера-Мюллера, считает в микрогейгерах/час и импульсах в минуту (cpm). Объявление появилось в апреле 2022 года.

Подытоживая. Сегодня сказать, что на беларуский вторичный рынок дозиметров хлынул поток приборов - нельзя. Кое-какие предположения можно делать, но это всего лишь досужие предположения и ни к чему не обязывающая информация для размышления. А беларуские барахолки пока поставлены на профилактический учет у LAB-66 :)

p.s. Шановний Євген Григорович, если прочитаете заметку - передайте мне под личную ответственность (через соцсети, или на "лабораторную почту") список марок/серийных номеров исчезнувших дозиметров. Чтобы не приходилось ловить рыбу в мутной воде.
p.p.s А "галоўнага радыяцыйнага асiстэнта" - шчыра вiншую з Днем Нараджэння! 🌼табе!

​​Лето. Беларусь. Гнус

Как не пытайся, но от городской и карантинной энтомологии не так просто отделаться. Потому что жизнь сама дает инфоповоды, которые на всадников Апокалипсиса (как любят говорить некоторые читатели) не слишком похожи, но зато вполне входят в список "десяти казней египетских". На сей раз в Беларусь пришла позиция №3 из этого списка.

Позиция для нашего региона ранее совершенно не характерная, традиционно таёжная. Гнус! Под этим словом объединяется сбившаяся в стаи совокупность различных кровососущих двукрылых насекомых (мошки, слепни, мокрецы и проч). Про гнус заговорили в Гомеле, Могилеве, в Гродненской области, где полчища насекомых забивают радиаторы автомобилей.

Сани готовят летом, а телегу зимой, вот гнус и защиту от него в LAB-66 мы обсуждали в январе 2020 года (ссылка). Тогда я писал, что лучшая защита от полчищ мошек - это т.н. сетка Павловского. Т.е. любая достаточно крупная и жесткая сетка из натурального волокна (ячейки 1-1,5 см²), пропитанная на протяжении 3-4 часов смесью репеллентов. Авторские составы изобретателя сетки, Е.Н. Павловского: 1) 15 частей аптечного лизола, 8 частей соснового скипидара
- 77 частей воды, или же 2)10 частей березового дегтя, 5 частей натриевой щелочи, 85 частей воды. Твердый состав для натирания сетки: 1)69% диметилфталата, 20% стеариновой кислоты, 7,7% этилцеллюлозы, 3,3% пчелиного воска. Гель для намазывания сетки: 1 часть по весу ацетилцеллюлозы, 10 частей ацетона, 4 части диметилфталата. Диметилфталат (продается во многих аптеках, как противогрибковое средство) во всех рецептах можно заменять на диэтилтолуамид (ДЭТА). Кстати, вместо дегтя можно попробовать пропитать материал сетки самой простой и не технологичной "мазью для пропитки лыж".

На крайний случай, если нет желания или компонентов для приготовления собственных пропиток, можно замочить подходящую сетку в полиэтиленовой емкости/герметичном пакете с использованием коммерческих репеллентных средств. Только выбирайте правильный препарат, чаще всего бирюльки репелленты (без указания состава и концентраций) продающиеся на выходе из метро, или в гипермаркетах - абсолютно бесполезны. Для наших задач подойдет ДЭТА с концентрацией от 20 до 50%, пикаридин с концентрацией более 30%, этилбутилацетиламинопропионат (IR3535) c концентрациями от 15 до 30%. Противникам синтетической химии можно попробовать для пропитки эфирные масла кипариса нутканского и руты обыкновенной.

Примечание: диметилфталат гораздо дешевле диэтилтолуамида. Но применять его стоит только в качестве пропиток для защитных сеток, ни в коем случае не наносить на кожу. Почему - можно прочитать в заметке про ПВХ (ссылка)

P.S. Очевидцы уточняют, что на фото не настоящий гнус :) Ок, пусть тогда фото носит иллюстративный характер (иллюстрация "полчищ мошки́")

​​Про "веселое лето" которое ждет беларусов...

Заметка по просьбам научно-технической диаспоры из "города карьерных самосвалов".

После публикации заметки про гнус сразу несколько читателей высказали претензии по поводу отсутствия конкретики. Какой препарат купить, где его купить, за сколько. Я постарался учесть эти замечания и сделал небольшой обзор репеллентов (клещ&комар&мошка), на примере ассортимента крупнейших интернет-магазинов Беларуси. Увы, но с химической точки зрения ситуация плачевная - из примерно четырех десятков репеллентов, присутствующих в продаже, подходят для целей защиты от силы пять-семь позиций. Все остальное "работает" с надеждой на плацебо-эффект.

Отдельная часть заметки посвящена теме "дети VS репелленты" :)

Подробнее читаем по ссылке на Medium: 👇

📜 Большой июньский разбор репеллентов

P.S. Cобственные репелленты в Беларуси представлены фрагментарно, поэтому информация легко масштабируется на соседние страны.

Проверенный репеллент - лучшая "путевка в лето".

Небольшая памятка по действенным репеллентам (должны одинаково хорошо работать против клещей/комаров/гнуса). Акцент только на действующем веществе и его концентрации, никаких слабосильных средств, лже-репеллентов и вещей с неоднозначной репутацией. Репелленты из памятки доступны на территориях Украины, Беларуси, РФ, Польши и Литвы. Описания некоторых из препаратов и другую полезную информацию по этой теме можно найти в статье. А сами средства ищите в магазинах in situ :)

⚠ Обязательно сверяйте цифры действующего вещества с составов нанесенным на баллоне средства. Производитель часто пишет на сайте одно значение, на баллоне совершенно другое. Я не смогу все это отследить, а вы потратите деньги за "порцию ложной надежды".

P.S. Картинка в большом разрешении, поэтому может загружаться не так быстро, как хотелось бы. Особенно при использовании мобильного интернета. Картинка без сжатия Телеграм → здесь. Эта версися актуализируется постоянно с уточнением составов.

​​Б - Бдительность или Не все экстремальные пикники одинаково полезны

На памятку по репеллентам уже пришла первая рекламация (спасибо читателю Дмитрию М. за замечание&фотографии). Оказалось что не все средства марки PICNIC Extreme (далее РЕ) эквивалентны между собой. Вариант "от клещей усиленный" кардинально отличается по составу от варианта "от всех летающих и клещей". Дожили мы, друзья, наконец до того времени, когда название абсолютно ничего не значит.

PE "от клещей" усилен 😀 0,2% альфациперметрина и 5% ДЭТА. Странно что на этикетке "усиленный", а не "для детей"/"бархатная кожа"/"экологичный" или т.п. За 6.7 беларуских рублей (это 2.6$) - абсолютно бесполезная штука. И комара не отпугнет, и для пропитки штанов от клеща не годится. Всех остальных средств "облагороженных" контактными пиретроидами вместо нормальной концентрации отпугивающего ДЭТА это тоже касается. Экономист/маркетолог делает состав вместо химика, вот как это называется.

PE "от всех летающих", как я и писал изначально в реппелент-разборе (ссылка), содержит 35% ДЭТА и 0,75% синергиста MGK-264, что делает его достаточно интересным образцом защитного средства, по праву попавшему в мой список.

Так что будьте предельно внимательны и всегда читайте состав, смотрите и сравнивайте цифры. Состава и цифр нет → про такое средство забыть. При покупке в интернет-магазине имеет смысл позвонить и попросить зачитать состав (потому что картинки часто перепутаны). Я же, в свою очередь, в знак "благодарности" производителю за такие маркетинговые ходы, актуализировал памятку и пометил PE "черной меткой".

⛔🦟🪰🪲⛔ Актуальный список репеллентов

Поздравляю радиофоб-комьюнити с важной победой!

Я помню насколько ожесточенными и эмоциональными были споры в чате канала по поводу датчиков вокруг ЧАЭС и невозможности передачи данных от них в МАГАТЭ. Так вот, этот тревожный этап наконец-то завершен, и я искренне надеюсь что он больше никогда не повторится.

Вчера в 22.09 гендиректор МАГАТЭ Р. Гроси объявил, что данные от систем мониторинга вокруг ЧАЭС (39 датчиков в 30 км зоне) поступают в общую систему мониторинга МАГАТЭ и цифры отображаются на общей (IRMIS) карте. Теперь официально (а LAB-66 верит только МАГАТЭ) можно говорить, что все радиационные показатели на уровне, который был до начала конфликта.

🔸 Официальный пресс-релиз (№80) от МАГАТЭ → здесь

Технотекст-2021. Принимаю поздравления! 🚀

Пару дней назад редакция Хабра подвела итоги юбилейного (пятого) конкурса "Технотекст-2021". Технотекст - это красивый внутренний конкурс технических статей, соревнование лучших из лучших авторов с серьезнейшим предварительным отбором и невероятно жесткой конкуренцией. Попасть в призеры Технотекста (и получить ту самую клавиатуру, выгравированную на пластине нержавейки) - это то, о чем мечтает каждый техноавтор, максимальное признание важности твоей работы для сообщества. Почти что аналог Пулитцеровской премии, но с поправкой на специализацию ресурса :)

В этом году мне удалось!!! 🎉 Статья про цикуту и ее сверхфитотоксины (ссылка) стала лучшей в номинации "Здоровье" 🎉! Спасибо за доверие, любимый технологический ресурс ❤️

От автора: несмотря на то, что девизом Технотекста-2021 стала цитата С. Лема "ничто не стареет так быстро как будущее" - химии это не сильно касается. Опасность цикуты и болиголова в 2022 году не меньше чем в 2021, не уменьшится она и в 2023.

​​ПОЛИАМИД-6 или Мутная история с бензокосой

Однажды мой брат, инженер по биосистемам, затронул достаточно неординарную тему влияния микропластика (микро- ли?) от бензотриммерной лески на почву и ее обитателей. К моему удивлению, как в сети Интернет, так и в научной/патентной периодике отсутствуют какие-либо публикации на эту тему. Может быть проблемы не существует, и все это нагнетание, пусть косят себе и дальше эти миллионы "газонокосителей"? Давайте попробуем посчитать.

Сейчас очень широко (Китай старается производить дешево и много) используются бытовые триммеры и бензокосы. Чаще всего они имеют мощность порядка киловатта и выше. Расходным материалом для таких устройств служит полимерная леска (корд) толщиной 2,4-3,3 мм. Я как-то взвешивал эти "филаменты" от различных производителей, получалось следующее:

сечение ⬛, толщина 2,4 мм - вес 1 метра~5 г
сечение▲, толщина 2,4 мм - вес 1 метра~4 г
сечение ★, толщина 2,4 мм - вес 1 метра~4,1 г
сечение ⬛, толщина 3 мм - вес 1 метра~10 г

Для обработки участка 10 соток средней степени зарастания необходимо порядка 2-3 метров., т.е. до 30 грамм, в зависимости от толщины лески. Предположим обкашивается участок три раза в месяц (~90 грамм полимера), т.е. за лето ~270 грамм мелкодисперсного полимер в траве должно осесть (кстати по этой причине бензокосы не используются для заготовки сена). Если взять какую-то условную улицу с частной застройкой (порядка сотни домов) и предположить, что в выходные треть жителей что-то косит, то получается в день уже 900 грамм пластика, за месяц (c озвученными ранее допущениями) ~2,7 кг, за лето - 8,1 кг пластика, распределенного в почве на на площади в 300 соток (3 га). При использовании китайской лески-ширпотреба цифры расхода можете умножать х2-х5.

В 99% случаев для производства лески идет нейлон, он же полиамид. Что с этим происходит дальше? А в общем-то ничего особенного, в лучшем случае фото-, термо- и биодеградация. В результате этих процессов фрагменты полимера становятся все меньше (дробятся). Кстати опять же, в публичных базах данных нет ни одной статьи и исследования с оценкой размера фрагментов, которые образуются при работе триммера. Так что пусть будет "фрагменты нейлона размером N". В процессе деструкции расстояния между волокнами полимера увеличиваются, морфология поверхности становится хаотичной. Такой субстрат с радостью колонизируют микроорганизмы (бактерии и гифы грибов).

Под действием веществ, выделяемых микроорганизмами происходит процесс энзимной деполимеризации, пластик разрушается до мономеров (в случае нейлона это различные амиды), а дальше уже эти мономеры, в зависимости от своей химической природы кто в воздух, кто в воду/почву а кто и на стол к газонокосителю.

Сказать как быстро будет происходить разрушение микрочастиц сложно, потому что это зависит от спектра почвенных микроорганизмов конкретной местности, от погоды и количества солнечных дней, от химического состава почвы и воды. Но одно можно сказать точно, постепенно яркие кусочки все чаще и чаще будут встречаться среди травы. В случае УФ-деградации полиамид гоооораздо устойчивее полиэтилена (~2 раза), и тем более полипропилена (~в 5 раз).

Что ж делать? Как остановить газонокосильщика в себе? Можно делать вид, что ничего не происходит. Камень, болт, кусок нейлона в почве на участке. Какая разница, лишь бы в Инстаграм через забор соседу красиво выглядело, а "после нас - хоть потоп". Можно купить триммерную леску от известной компании Oregon (бренд BioTrim). Там вроде тот же нейлон, но OXY-фицированный. Такой пластик содержит добавки катализаторов (соли металлов etc), которые в окружающей среде увеличивают скорость окисления полимера (5-10 лет вместо сотни). Ну и наконец можно просто использовать стальные режущие диски, или вообще роторные газонокосилки (косу-литовку, м?). В общем выбор есть, главное подобрать вариант под свой менталитет.

p.s. %username% если на выходных "как раз собирался покосить триммером на даче" - ставь эмоцию 🤔

#микропластик, #microplastics

​​Хорошая новость. В снегах Антарктиды бензотриммеры возможно тоже кто-то использует

Полимеры входят в подмножество коллоидной химии, поэтому периодически попадают в область моих научных интересов. Раз уж я начал сегодня с нейлонового микропластика, то этим и продолжу. В качества инфоповода - интересный факт, упомянутый в чате канала. Речь про недавнюю статью из журнала Cryosphere

В ней ученые из Кентерберийского университета (Новая Зеландия) собрали образцы снега на шельфовом леднике Росса в Антарктиде в конце 2019 года. Затем образцы анализировались с помощью оптической микроскопии (стереомикроскоп Leica MZ125) и микро-ИК-спектроскопии с Фурье преобразованиями (µFTIR@Hyperion 2000). Оказалось что микропластик присутствует ВЕЗДЕ (во всех образцах). Преобладающая морфология - микроволокна. Содержание частиц было примерно одинаковым, порядка 30 частиц на литр талой воды. Больше всего было "бутылочного" PET (41%), затем комбинации из двух и более полимеров (17%), по 9% - метилметакрилат и ПВХ, 6% - нейлон и сумма полипропилена/тефлона/силикона/поливинилидена, по 4% - полиэтилен, алкиды и нитрат целлюлозы. Размеры частиц варьировались от 50 до 3510 мкм (средний размер ~606 мкм). Большая часть частиц (81%) была размером < 1000 мкм, 28% — в диапазоне 0–200 мкм.

Так что, активнее используйте бензотриммеры, покупайте самую дешевую леску. Вносите свою лепту в антарктический "ленд-лиз" поставки нейлона пингвинам ;)

P.S. микропластик опасен не из-за своей химической природы (например PTFE/PA/PE/PP весьма и весьма химически инертны). Опасность носит морфологический характер - при переходе к наночастицам (нановолокнам) вещества проявляют совершенно не характерные для них свойства. Механизмы такого действия я немного освещал на примере асбеста (ссылка)

#микропластик, #microplastics

​​Полевая водоподготовка. Часть IV. Убираем взвеси в воде (муть)

Оказывается главная "пользовательская" проблема у outdoor-воды, это отнюдь не невидимые глазом бактерии и вирусы. А режущая невооруженный глаз мутность и цветность. Ранее рекомендованные биоцидные средства (вроде этих) с мутной водой справится не могут, но и не должны. Их задача обеззараживание, т.е. уничтожение всех биологических загрязнителей (вирусы, бактерии, грибки). А для того, чтобы вода была приятной органолептически я и предалагал всегда комбинировать обеззараживание с отстаиванием и грубой фильтрацией (подробно про нее я писал в статье "Когда молчит водоканал").

Но отстаивание - это чаще всего очень неэффективная процедура. Взвеси в воде в большинстве случаев представляют собой стабильные коллиодные системы (гидрозоли) и оседать под силой тяжести (седиментировать) не спешат. Чтобы этот процесс ускорить применяются коагулянты&флокулянты. Коагулянты нейтрализуют заряд у частиц взвеси, и дестабилизируют коллоидную систему, частицы начинают слипаться и формировать агрегаты. А флокулянты способствуют объединению агрегатов в агломераты, легко оседающие хлопья-флокулы и приводят к укрупнению осадка. Подробно принцип работы этих реагентов показан на картинке.

Самые дешевые и распространенные коагулянты - это неорганические соли. В первую мировую использовали алюмокалиевые квасцы KAl(SO₄)₂, а во времена ВОВ основным коагулянтом был алюмосиликат калия и натрия (Na,K)AlSiO₄ - нефелин. Без коагулянтов же любые фильтры грубой очистки очень быстро забивались.

Сегодня чаще всего используют сульфат алюминия Al₂ (SO₄)₃ при рН 6.5-7.5, сульфат железа Fe₂(SO₄)₃ при рН 4–6/8.8–9.2, хлорид железа FeCl₃ при рН 4-11. Для жесткой воды применяют алюминат натрия Na₂Al₂O₄. Для вод с низким рН/щелочностью применяют неорганический полимер полиоксихлорид алюминия Al₁₃(OH)₂₀(SO)₄Cl₁₅. Для вод загрязненных эмульсиями масел используют полисульфат железа Fe₂(OH)₀.₆(SO₄)₂.₇

В качестве флокулянтов чаще всего используются органические полиэлектролиты - полиакриламид, полиэтиленоксид этиленимин, аминоэтил метакрилат. Может применяться и т.н. активная кремниевая кислота (SiO₂·H₂O).

Методика обработки (на примере некой условной болотной воды) выглядит так: вода из источника отстаивается, чтобы осели крупные тяжелые частицы. Жидкость аккуратно снимается с осадка (переливается в другую емкость) и по каплям добавляется коагулянт (оксихлорид алюминия). Однородная взвесь начинает выпадать в виде рыхлого объемного осадка. Добавляется флокулянт (полиакриламид) и осадок уплотняется и быстро оседает. Выжидаем 5-10 минут и фильтруем воду через любой сетчатый фильтр (тканевый) в емкость для кипячения или последующей обработки обеззараживающими "водными таблетками" (ссылка).

Метод доступный (мизерный расход реагентов) и очень эффективный (особенно в летнее время с теплой водой). Главный минус - требует понимания сути процесса, "залил по максимуму и забыл" - не сработает. Вода из разных источников характеризуется разным составом взвесей и требует различного количества реагентов. В промышленной водоподготовке используют т.н. проточные детекторы (англ. streaming current detector) которые измеряют суммарный поверхностный заряд частиц (через ζ-потенциал). При добавлении коагулянта заряд меняется, и при нулевом значении можно считать что доза коагулянта оптимальна. Для полевых условий такой вариант недоступен, учится лучше на нескольким емкостях с одинаковым объемом воды и разными дозами коагулянта. Где вода получается прозрачнее - там и доза оптимальнее. А с опытом вырабатывается и "коагулянтная интуиция" :)

На фото: такой вот "водный набор" ездит в моем рюкзаке. Безотказно работает с любой водой из поверхностных источников (болотная, луговая, речная etc)

​​Коагулянты для очистки воды. Plant-based дополнение

Всем хороши коагулянты из неорганических солей, и дешевы, достаточно эффективны, доступны. Но есть и недостатки. Главный - при неправильном дозировании можно получить превышение в питьевой воде по остаточному железу и особенно алюминию. А ионы алюминия нейротоксичны. Превышения по железу хоть и не настолько критичны, но тоже могут вызывать нарушения в пищеварительной системе, окраску зубной эмали и некоторые иные эффекты.

Второй недостаток неорганических коагулянтов - это работа в узких диапазонах рН и чувствительность к жесткости воды. Например сульфат алюминия Al₂ (SO₄)₃ - эффективен в узком дипазоне рН, Na₂Al₂O₄ не эффективен в мягкой воде, Fe₂(SO₄)₃/FeCl₃/FeSO₄ требуют щелочного рН воды. Излишняя же щелочность также портит вкусовые качества воды. Полимерные органические флокулянты могут подвергаться деградации с образованием токсичных мономеров. Полиакриламид, например, дает акриламид. Что это за "добро" я разбирал в статье про суррогаты кофе (ссылка).

Ну и в третьих, все еще существуют беднейшие страны, где отвартительная мутная вода есть, а простейших неорганических солей для коагуляции нет. Сюда же можно отнести и места с гуманитарной катастрофой.

Поэтому в последнее время активно изучается возможность применения коагулянтов из растительного сырья. Сырье это возобновляемо и во многих случаях оказывается даже эффективнее классических неорганических солей. Принцип работы здесь аналогичен неорганике - нейтрализация заряда взвешенных частиц. Основное действующее вещество природных коагулянтов - биополимеры (белки, полисахариды etc). Преимущество биополимеров в том, что они могут работать сразу как коагулянт (положительный заряд у функциональных групп) и флокулянт (полимерные цепи для связывания флокул).

В качестве примера несколько растений известных в наших широтах, экстракты семян из которых эффективно осаждают гидрозоли за счет содержащихся в растениях белков:

🔹Гибискус (семена) - 60 мг/л экстракта при рH ≤10
🔹Арбуз (семена) - 72.3 мг/л экстракта при pH 5
🔹Дыня (семена) - 76.7 мг/л экстракта при pH 7
🔹Красная чечевица (семена) - 26.3 мг/л экстракта при pH 4
🔹Пажитник/Фенугрек (семена) - 300 мг/л экстракта при pH 8.0
🔹Сенна крылатая (семена) - 1000 мг/л экстракта при рН ≤10

В качестве эффективных коагулянтов могут выступать танины из конского каштана, черноствольной акации. Из готовых "коммерческих" биополимеров, пригодных для emergency водоподготовки можно вспомнить желатин, альгинат натрия, хитозан.

#полевая водоподготовка

​​Опять про микропластик

Если вы думали что я поднял вопрос микропластика с бухты-барахты, без оглядки на свою любимую специализацию, то вы ошибались. Я не был бы последним из школы беларуской адсорбции, если бы не нашел в микропластике адсорбент :)

Чаще всего различные экопорталы говоря о вреде микропластика, пишут про то, что он вредит морским организмам, инкорпорируется в их ткани и нарушает их функции. Далее через морепродукты микропластик попадает и в людей. Таким образом некому условному жителю Белынич совершенно наплевать на микропластик - морепродукты автолавка не возит, море...На море (в Палангу) только родители один раз ездили "при союзе". Большинство надежно "защищено" от микропластика своим невежеством.

Но не тут то было. Микропластик ко всему еще и неплохой, достаточно селективный поглотитель. Т.е. способен целенаправленно извлекать из воды/почвы органические соединения, концентрировать их на своих частицах, а затем, при удобном случае, высвобождать. Способов извлечения множество, самые распространенные показаны на картинке под заметкой. Немного конкретики (то, что точно установлено на сегодняшний день) насчет избирательности некоторых видов микропластика. Сокращения: пк-полукристалличный, ам-аморфный, пн-полярный, нпн-неполярный

♳Полиэтилентерефталат (пк, нпн). Сорбирует фенолы и хлорфенолы (гидрофобные взаимодействия) из грунтовых вод.
♳Полиэтилен (пк, нпн). Сорбирует малатион (ваш любимый "брат зарина" пестицид), фипронил (межчастичная диффузия), имидаклоприд (физ.адсорбция) из грунтовых вод. Огородные пленки и их обрывки сорбируют пестициды за счет гидрофобных взаимодействий.
♸Полистирол (ам, нпн). Сорбирует окситетрациклин (межчастичная диффузия), цефалоспорин (электростатические взаимодействия), сульфадимезин, диклофенак из грунтовых вод.
♵ Поливинилхлорид (ам, пн). Состаренный ПВХ сорбирует ципрофлоксацин и эстрадиол (образование водородных связей и п-п связывание) из грунтовых вод.
♹ Нейлон (пк, сильно пн). Сорбирует бензол, хлорбензол, нафталины (сильные п-п взаимодействия) из поверхностных вод и почвы

Все? Конец? Никак из воды микропластик не убрать? К счастью, можно. Лучший способ удаления микропластика из воды - коагуляция&флокуляция (в Чехии, например, почти весь PE микропластик из питьевой воды удаляют коагуляцией хлоридом алюминия AlCl₃ в комбинации с фильтрацией через песок). Причем чем частицы меньше - тем эффективнее они фиксируются флокулами. Так что каждый "борец с микропластиком" просто обязан ориентироваться в коагулянтах :)