PL232954B1 - Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach - Google Patents
Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkachInfo
- Publication number
- PL232954B1 PL232954B1 PL412967A PL41296715A PL232954B1 PL 232954 B1 PL232954 B1 PL 232954B1 PL 412967 A PL412967 A PL 412967A PL 41296715 A PL41296715 A PL 41296715A PL 232954 B1 PL232954 B1 PL 232954B1
- Authority
- PL
- Poland
- Prior art keywords
- fireworks
- heavy metal
- metal compounds
- water
- zeolite
- Prior art date
Links
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 title claims description 54
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 title claims description 25
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 22
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims description 21
- 239000000654 additive Substances 0.000 title claims description 19
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 title claims description 15
- 239000011707 mineral Substances 0.000 title claims description 15
- 238000011109 contamination Methods 0.000 title claims description 12
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 title claims description 8
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 33
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 25
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 24
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims description 24
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 23
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical class [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims description 18
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical class [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 17
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 claims description 15
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 14
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 13
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical class [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 238000004880 explosion Methods 0.000 claims description 9
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 claims description 8
- JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N aluminum;calcium;potassium;silicon;sodium;trihydrate Chemical compound O.O.O.[Na].[Al].[Si].[K].[Ca] JYIBXUUINYLWLR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 229910001603 clinoptilolite Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 239000002360 explosive Substances 0.000 claims description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 5
- 150000003438 strontium compounds Chemical class 0.000 claims description 4
- 159000000008 strontium salts Chemical class 0.000 claims description 4
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 16
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 description 10
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 7
- 239000003673 groundwater Substances 0.000 description 5
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 4
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 4
- 239000002956 ash Substances 0.000 description 3
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 3
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 3
- 235000002918 Fraxinus excelsior Nutrition 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 2
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 239000002198 insoluble material Substances 0.000 description 2
- 239000002689 soil Substances 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 2
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 description 1
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical compound [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000002411 adverse Effects 0.000 description 1
- 229910000323 aluminium silicate Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001579 aluminosilicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006286 aqueous extract Substances 0.000 description 1
- 238000000559 atomic spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000008033 biological extinction Effects 0.000 description 1
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000003337 fertilizer Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- -1 heavy metal ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000003898 horticulture Methods 0.000 description 1
- 239000004615 ingredient Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000013508 migration Methods 0.000 description 1
- 230000005012 migration Effects 0.000 description 1
- 239000011591 potassium Substances 0.000 description 1
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000002352 surface water Substances 0.000 description 1
- 230000009897 systematic effect Effects 0.000 description 1
- 238000005303 weighing Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06B—EXPLOSIVES OR THERMIC COMPOSITIONS; MANUFACTURE THEREOF; USE OF SINGLE SUBSTANCES AS EXPLOSIVES
- C06B23/00—Compositions characterised by non-explosive or non-thermic constituents
- C06B23/001—Fillers, gelling and thickening agents (e.g. fibres), absorbents for nitroglycerine
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C06—EXPLOSIVES; MATCHES
- C06C—DETONATING OR PRIMING DEVICES; FUSES; CHEMICAL LIGHTERS; PYROPHORIC COMPOSITIONS
- C06C15/00—Pyrophoric compositions; Flints
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Processing Of Solid Wastes (AREA)
Description
Opis wynalazku
Wskazanie dziedziny techniki
Przedmiotem wynalazku są ekologiczne fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach do obniżenia emisji do środowiska metali ciężkich.
Stan techniki
W stanie techniki znane są fajerwerki od ok. II wieku p.n.e. Z amerykańskiego dokumentu patentowego [US2130068] dowiadujemy się, że zastosowanie soli nieorganicznych zawierających odpowiednie kationy powoduje wytworzenie zabarwionych wybuchów. Tak też, obecność sodu powoduje wytworzenie koloru żółtego, wapń powoduje wytworzenie koloru czerwonego, stront powoduje wytworzenie koloru purpurowego, bar powoduje wytworzenie koloru zielonego, potas powoduje wytworzenie koloru fioletowego, a miedź powoduje wytworzenie koloru niebieskiego lub czerwonego.
Dotychczas wszystkie znane fajerwerki mają taką wadę, że zawierają sole metali ciężkich, niezbędne do wywołania efektów barwnych w płomieniu wybuchu. Popioły powstające po spaleniu fajerwerków, także zawierają znaczne ilości tychże metali, jakkolwiek ich postać chemiczna bywa zmieniona w wyniku eksplozji i ekspozycji na wysoką temperaturę. W związku z tym bezpośrednie otoczenia miejsc, w których organizowane są pokazy sztucznych ogni zostają nieuchronnie skażone związkami metali ciężkich, w szczególności związkami miedzi, baru, strontu. Związki te są częściowo rozpuszczalne w wodzie, przez co mogą dostawać się do zbiorników wodnych, wód gruntowych i powierzchniowych, a także zanieczyszczać wodę pitną, powodując tym niebezpieczne skażenie środowiska. Skażenie metalami ciężkimi jest szczególnie niebezpieczne dla ekosystemu zbiorników wodnych, nad którymi odbywają się pokazy ogni sztucznych.
Celem wynalazku jest zapewnienie udoskonalonych fajerwerków, w których ograniczona została ich szkodliwość dla środowiska poprzez absorpcję jonów metali ciężkich w materiale sorpcyjnym nierozpuszczalnym w wodzie. Stąd nieoczekiwanie okazało się, że sposobem na ograniczenia szkodliwości fajerwerków dla środowiska jest zastosowanie dodatków do masy eksplodującej takich, które wykazują zdolności sorpcyjne wiązania jonów metali ciężkich w materiale sorpcyjnym nierozpuszczalnym w wodzie, szczególnie zastosowanie dodatków do masy eksplodującej takich, które wykazują zdolność do trwałego związania jonów metali ciężkich, szczególnie w postaci zeolitów. Zeolity są znane ze swoich zdolności wiązania jonów metali, jest ich znaczna różnorodność, zarówno w formie materiałów naturalnych pochodzenia mineralnego, jak też ciągle rosnąca liczba zeolitów syntetycznych. Wówczas sole metali i ich produkty po wybuchu fajerwerków stają się znacznie mniej rozpuszczalne w wodzie. Produkty nierozpuszczalne nie są, z zasady, szkodliwe dla ekosfery.
Szczegółowy opis wynalazku
Przedmiotem wynalazku są fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, które zawierają 80-95% masowych mieszaniny eksplodującej i 5-20% masowych nierozpuszczalnego w wodzie czynnika sorpcyjnego wiążącego szkodliwe związki metali, zwłaszcza metali ciężkich, przy czym nierozpuszczalnym w wodzie czynnikiem sorpcyjnym jest dodatek mineralny typu zeolit, przez co zmniejszana jest rozpuszczalność soli tych metali w wodzie.
Korzystnie w fajerwerkach związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu.
Korzystnie w fajerwerkach zeolitem jest materiał zawierający klinoptilolit, korzystnie powyżej 85% masowo klinoptilolitu.
Korzystne fajerwerki zawierają zeolit w ilości do 15% masowych.
Wynalazek dotyczy również sposobu otrzymywania fajerwerków zawierających w swoim składzie związki metali ciężkich, w którym w procesie wytwarzania fajerwerków do mieszaniny eksplodującej dodaje się dodatek nierozpuszczalnego w wodzie czynnika sorpcyjnego, które to składniki miesza się ze sobą, przy czym nierozpuszczalny czynnik sorpcyjny jest dodatkiem mineralnym typu zeolit, który stosuje się w ilości 5-20% masowych, korzystnie do 15% masowych.
W korzystnym sposobie otrzymywania fajerwerków zawierających w swoim składzie związki metali ciężkich, związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu.
Wynalazek dotyczy również zastosowania fajerwerków według wynalazku do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków, w szczególności skażeń związkami miedzi, baru, strontu.
PL 232 954 B1
W korzystnym zastosowaniu fajerwerków wybuchy z fajerwerków prowadzone są nad zbiornikami wodnymi.
Wynalazek dotyczy również zastosowania dodatków mineralnych w fajerwerkach, do obniżenia emisji do środowiska metali ciężkich, w którym dodatkami mineralnymi są zeolity nieorganiczne, a metalami ciężkimi korzystnie są sole miedzi, baru, strontu.
Opisane zostały fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, charakteryzujące się tym, że skład fajerwerków wzbogacono nierozpuszczalnym lub zasadniczo nierozpuszczalnym w wodzie czynnikiem sorpcyjnym wiążącym szkodliwe związki metali, przez co zmniejszana jest rozpuszczalność soli tych metali w wodzie. W przykładzie wykonania związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu, a nierozpuszczalnym lub zasadniczo nierozpuszczalnym w wodzie czynnikiem sorpcyjnym, jest dodatek mineralny typu zeolit.
Korzystnym zeolitem jest materiał zawierający klinoptilolit, korzystnie powyżej 85% masowych klinoptilolitu.
Opisany został również sposób otrzymywania fajerwerków zawierających w swoim składzie związki metali ciężkich, w którym w procesie wytwarzania fajerwerków stosuje się dodatek nierozpuszczalnego w wodzie czynnika sorpcyjnego, korzystnie w postaci zeolitu, a związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu.
Przedstawiono również sposób ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków, w którym w trakcie wybuchów stosuje się opisane fajerwerki.
W korzystnym przykładzie wykonania sposobu ograniczenia skażenia środowiska, wybuchy fajerwerków prowadzone są nad zbiornikami wodnymi.
Opisano także zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków, w szczególności skażeń związkami miedzi, baru, strontu. Korzystniej takie fajerwerki są stosowane, gdy wybuchy fajerwerków prowadzone są nad zbiornikami wodnymi.
Opisano także zastosowanie dodatków mineralnych w materiałach pirotechnicznych, do obniżenia emisji do środowiska metali ciężkich, przy czym dodatkami mineralnymi są zeolity nieorganiczne, a metalami ciężkimi korzystnie są sole miedzi, baru, strontu.
Termin „związki metali ciężkich”, w niniejszym opisie ma oznaczać związki obejmujące jony metali ciężkich, czyli pierwiastków o gęstości większej od 4,5 g/cm3, w szczególności związki miedzi, baru, strontu.
Termin „czynnik sorpcyjny” lub „materiał sorpcyjny” lub „sorbent” w niniejszym opisie oznacza materiał zdolny do trwałego absorbowania jonów metali ciężkich, w szczególności zeolit. Czynnik sorpcyjny stosowany według wynalazku może być zarówno pochodzenia naturalnego jak i syntetyczny.
Termin „zeolit” w niniejszym opisie oznacza minerał lub grupę minerałów glinokrzemianowych. Znanych jest ponad 100 różnych typów zeolitów, przy czym zeolity naturalne to grupa uwodnionych tektoglinokrzemianów, o specyficznej, bardzo zróżnicowanej strukturze zawierającej wolne przestrzenie wypełnione jonami oraz cząsteczkami wody, mającymi dużą swobodę ruchu. W szczególności, korzystnym zeolitem do zastosowania według wynalazku jest materiał zawierający powyżej 85% klinoptilolitu, na przykład oferowany komercyjnie pod nazwą Nawomix 200 μm.
Twórcy wykazali więc, że możliwe jest ograniczenie szkodliwości fajerwerków dla środowiska poprzez absorpcję jonów metali ciężkich w materiale sorpcyjnym nierozpuszczalnym w wodzie lub zasadniczo nierozpuszczalnym w wodzie. Materiał ten dodaje się do mieszaniny eksplodującej. W trakcie wybuchu materiału ogni sztucznych i po jego wygaśnięciu dochodzi do bezpośredniego kontaktu sorbenta z jonami metali ciężkich, skutkującego pochłanianiem ich. Opad do gleby zawiera zatem jony metali ciężkich pochłonięte przez materiał nierozpuszczalny w wodzie. W efekcie uzyskujemy znaczne zmniejszenie zawartości jonów metali ciężkich w wodach gruntowych lub w zbiornikach wodnych na terenach pokazów ogni sztucznych, dzięki czemu szkodliwość fajerwerków dla biosfery zostaje znacznie zmniejszona.
Główną zaletą wynalazku jest możliwość obniżenia zawartości baru, składnika o wysokiej szkodliwości, co jest ważnym osiągnięciem. Także zawartość miedzi i strontu wykazały wyraźne obniżenie rozpuszczalności po dodaniu sorbenta, korzystnie zeolitu do fajerwerków. Wynalazek pozwala znacznie zahamować przedostawanie się metali ciężkich do środowiska naturalnego, zwłaszcza do wód gruntowych oraz zbiorników wody pitnej.
Cytowane w opisie publikacje oraz podane w nich odniesienia są w całości niniejszym włączone jako referencje.
PL 232 954 B1
Dla lepszego zrozumienia wynalazku, został on zilustrowany w nieograniczających przykładach wykonania.
Przykłady
P r z y k ł a d 1
Fajerwerki przygotowywano w następujący sposób: zmieszano sorbent z gotowym wyrobem pirotechnicznym, otrzymany wyrób pirotechniczny umieszczono w tubach przeznaczonych do wystrzelenia, wystrzelono próbkę uzyskując efekt pirotechniczny na niebie.
Skład wyrobu pirotechnicznego użytego do przeprowadzonego badania: użyto gotowe produkty pirotechniczne (SM19-02D, SM19-03D, SM19-06D, SL19-02D, SL19-05D, SL19-07D) wyprodukowane przez firmę Fireworks Europe Innovation Sp. z o.o., pełen skład chemiczny oraz dokładne opisy znajdują się w certyfikacie CE nr 1008-F2-69247833 wydanym przez firmę TUV RHEINLAND INTERCERT KFT.
Badanie wpływu dodatku sorbentu na efektywność pokazu ogni sztucznych
Do przeprowadzonego badania wykorzystano gotowe produkty pirotechniczne, wymienione i przygotowane jak opisano powyżej.
W pierwszej kolejności przeprowadzono badanie wpływu dodatku sorbentu (zeolitu) na efektywność pokazu ogni sztucznych. Badanie to dało odpowiedź na pytanie, w jakich granicach stężeń dodatku sorbentu nie obserwuje się pogorszenia efektów wizualnych fajerwerków (sztucznych ogni). W tym celu przeprowadzono serie próbnych wybuchów fajerwerków, w warunkach analogicznych jak te, w których dokonuje się pokazów fajerwerków, zawierających, odpowiednio: 10%, 20% i 30% wagowych sorbentu Navomix 200. Okazało się, że dodatek w granicach nieprzekraczających 20% wagowych nie wpływa ujemnie na wizualne efekty fajerwerków (sztucznych ogni). W związku z tym dalsze badania wykonywano z użyciem dodatków nieprzekraczających 15% wagowych zeolitu jako sorbentu.
Do testu wykorzystano gotowe fajerwerki (baterie wyrzutni rurowych), producent: Fireworks Europe Innovation Sp. z o.o.
P r z y k ł a d 2
Wyznaczenie zmniejszenia rozpuszczalności w wodzie soli metali ciężkich z fajerwerków po ich absorpcji w materiale sorpcyjnym.
W kolejnym przykładzie przebadano sumaryczny efekt proekologiczny. W badaniu tym otrzymano odpowiedź na pytanie, w jakim stopniu można zmniejszyć rozpuszczalność soli metali ciężkich w wodzie po ich absorpcji w materiale sorpcyjnym.
W badaniu tym jako materiału sorpcyjnego użyto zeolitu dostępnego na rynku pod nazwą Nawomix 200 μm (zawartość klinoptilolitu powyżej 85% masowych). Jest to materiał całkowicie nieszkodliwy dla środowiska, co więcej, jest stosowany w rolnictwie i ogrodnictwie jako cenny dodatek do mieszanin nawozowych oraz do pochłaniania metali ciężkich. Ważną zaletą tego materiału jest także odporność na wysokie temperatury. Przeprowadzono szereg badań w celu stwierdzenia stopnia zmniejszenia rozpuszczalności w wodzie związków metali ciężkich po wprowadzeniu do fajerwerków dodatku zeolitu. Metodyka badań była następująca:
Do testów stosowano następujące wyrzutnie: SM19-02D (efekt: kometa), SM19-03D (efekt: crackling z brokatem czerwonym i zielonym), SM19-06D (efekt: kometa z cracklingiem), które mieszano z czynnikiem sorpcyjnym Nawomix 200 μm w sposób jak opisano w Przykładzie 1.
Dokonywano eksplozji fajerwerków w zamkniętej przestrzeni (beczka stalowa o pojemności 100 litrów), po czym starannie zbierano popioły powstałe w trakcie wybuchu i przekazywano do analizy. Próbki o masie 200 mg mieszano z 10 ml wody destylowanej i pozostawiano na 24 godziny, wstrząsając (od czasu do czasu), po czym zawartości jonów metali ciężkich oznaczano spektrometrycznie, po przefiltrowaniu roztworów.
Używano spektrometru UV/Vis firmy Perkin Elmer, typ Lambda 650. Próbki rozcieńczano, jeżeli wymagały obniżenia stężenia jonów do poziomu właściwego dla analiz tą metodą.
Wyniki prezentowały się w następujący sposób, na przykład dodatek 10% zeolitu do fajerwerku (wyrzutnia wielostrzałowa SM19-06D, kaliber 25 mm, producent: Fireworks Europe Innovation, nr certyfikatu CE: 1008-F2-69247833) SM19-06D spowodował ponad dwukrotne obniżenie zawartości baru i strontu w wodnych ekstraktach. Podobne, korzystne zmiany obserwowano wielokrotnie w innych próbkach. Jednak zastosowana procedura nie jest wolna od błędów przypadkowych i/lub pomiarowych, przede wszystkim z powodu niejednorodności składu poszczególnych fajerwerków. W związku z tym wykonano systematyczne porównania, stosując wymienione wyżej fajerwerki, zawierające,
PL 232 954 Β1 jako dominant nadający barwę, Cu, lub Sr lub Ba, które przygotowano jak opisano w Przykładzie 1 i dokonywano eksplozji jak opisano powyżej. Próby były wykonywane wielokrotnie, by uniknąć przypadkowych wniosków. Próbki popiołów w ilości 200 mg były umieszczane w kolbach miarowych pojemności 10 ml i uzupełniane wodą destylowaną. Od czasu do czasu roztwory wytrząsano. Po dwóch dobach roztwory odsączano i poddawano oznaczeniom spektrometrycznym. Badania wykonywano w temperaturze pokojowej. Wyniki, stanowiące kluczowy eksperyment stwierdzający użyteczność wynalazku, zostały zestawione w tabeli poniżej:
Tabela 1
Zawartości Cu, Ba i Sr wyznaczone spektrofotometrycznie (za pomocą spektrometrii atomowej ASA) (w ppb - ang. part per bilion) po zastosowaniu procedury opisanej powyżej (w nawiasach podano procentowe błędy oznaczeń analitycznych). Współczynniki zubożenia podane w ostatniej kolumnie obliczono jako stosunek zawartości danego pierwiastka głównego (wyróżniono pogrubioną czcionką) w próbce bez dodatku zeolitu do zawartości w próbce z dodatkiem zeolitu.
| Oznaczenie próbki - w nawiasie procentowy dodatek zeolitu | Cu [ppb] | Sr [ppb] | Ba [PPb] | Współczynnik zubożenia pierwiastka głównego |
| Cu (0%) | 1109(0,4) | 0,16(7) | 0,59 (12) | |
| Cu (5%) | 563 (2) | 0,64 (3) | 0,79 (11) | 2 |
| Cu (15%) | 621 (2) | 1,02 (3) | 0,22 (5) | 1,8 |
| Sr (0%) | 0,26 (6) | 444 (2) | 0,495 (7) | |
| Sr (5%) | 0,59 (4) | 131 (2) | 0,42 (3) | 3,4 |
| Sr (15%) | 0,96 (7) | 161 (2) | 0,82 (3) | 2,8 |
| Ba (0%) | 0,2 (9) | 0,81 (2) | 1468 (3) | - |
| Ba (5%) | 0,51 (11) | 1,87 (3) | 158,3 (2) | 9,3 |
| Ba (15%) | 0,97 (6) | 2,29 (3) | 109 (2) | 13,5 |
Przykład 3
Badanie skuteczności innych zeolitów
W opisany powyżej sposób przeprowadzono również testy z użyciem zeolitów ZSM-5 (Xian Lvneng Purification Technology) i CBV100 (Zeolyst International, USA) oraz fajerwerków SM19-02 (efekt kometa) [1], SM19-06 (efekt kometa) [2] oraz SM19-06 (efekt crackling) [3], wyprodukowane przez firmę Fireworks Europę lnnovation Sp. z o.o. Testy wykazały ponad dwukrotną redukcję stężenia rozpuszczalnych soli Cu2+ i Sr2+ w [1], Cu2+, Sr2+ i Ba2+ w [2] przy zastosowaniu ZSM-5 oraz półtorakrotną redukcję Sr2+ i Ba2+ w [3] przy zastosowaniu CBV100.
Twórcy wykazali więc, że możliwe jest znaczne ograniczenie szkodliwości fajerwerków dla środowiska poprzez absorpcję jonów metali ciężkich w materiale sorpcyjnym nierozpuszczalnym w wodzie. Materiał ten dodaje się do mieszaniny eksplodującej. W trakcie wybuchu materiału ogni sztucznych i po jego wygaśnięciu dochodzi do bezpośredniego kontaktu sorbenta z jonami metali ciężkich,
PL 232 954 B1 skutkującego pochłanianiem ich. Opad do gleby zawiera zatem jony metali ciężkich pochłonięte przez materiał nierozpuszczalny w wodzie. W efekcie uzyskujemy znaczne zmniejszenie zawartości jonów metali ciężkich w wodach gruntowych lub w zbiornikach wodnych na terenach pokazów ogni sztucznych, dzięki czemu szkodliwość fajerwerków dla biosfery zostaje znacznie zmniejszona.
Jako główną zaletę wynalazku, uznano obniżenie zawartości baru, najbardziej szkodliwego z badanych składników, co jest ważnym osiągnięciem. Także zawartość miedzi i strontu wykazały wyraźne obniżenie rozpuszczalności po dodaniu zeolitu do fajerwerków. Wynalazek pozwala znacznie zahamować przedostawanie się metali ciężkich, szczególnie metali ciężkich i ich soli do środowiska naturalnego, zwłaszcza do wód gruntowych oraz zbiorników wody pitnej.
Claims (9)
- Zastrzeżenia patentowe1. Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, znamienne tym, że zawierają 80-95% masowych mieszaniny eksplodującej i 5-20% masowych nierozpuszczalnego w wodzie czynnika sorpcyjnego wiążącego szkodliwe związki metali, zwłaszcza metali ciężkich, przy czym nierozpuszczalnym w wodzie czynnikiem sorpcyjnym jest dodatek mineralny typu zeolit, przez co zmniejszana jest rozpuszczalność soli tych metali w wodzie.
- 2. Fajerwerki według zastrz. 1, znamienne tym, że związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu.
- 3. Fajerwerki według zastrz. 1-2, znamienne tym, że zeolitem jest materiał zawierający klinoptilolit, korzystnie powyżej 85% masowo klinoptilolitu.
- 4. Fajerwerki według zastrz. 1-3, znamienne tym, że zawierają zeolit w ilości do 15% masowych.
- 5. Sposób otrzymywania fajerwerków zawierających w swoim składzie związki metali ciężkich, znamienny tym, że w procesie wytwarzania fajerwerków do mieszaniny eksplodującej dodaje się dodatek nierozpuszczalnego w wodzie czynnika sorpcyjnego, które to składniki miesza się ze sobą, przy czym nierozpuszczalny czynnik sorpcyjny jest dodatkiem mineralnym typu zeolit, który stosuje się w ilości 5-20% masowych, korzystnie do 15% masowych.
- 6. Sposób według zastrz. 5, znamienny tym, że związkami metali ciężkich są sole miedzi, baru, strontu.
- 7. Zastosowanie fajerwerków określonych w zastrz. 1-4 do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków, w szczególności skażeń związkami miedzi, baru, strontu.
- 8. Zastosowanie fajerwerków według zastrz. 7, znamienne tym, że wybuchy z fajerwerków prowadzone są nad zbiornikami wodnymi.
- 9. Zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach, do obniżenia emisji do środowiska metali ciężkich, w którym dodatkami mineralnymi są zeolity nieorganiczne, a metalami ciężkimi korzystnie są sole miedzi, baru, strontu.
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412967A PL232954B1 (pl) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach |
| EP16177027.6A EP3112333B1 (en) | 2015-06-30 | 2016-06-29 | Ecological fireworks, method of preparation thereof and method of reducing environmental contamination with heavy metal compounds from fireworks and use of fireworks and use of mineral additives in pyrotechnic materials |
| PL16177027T PL3112333T3 (pl) | 2015-06-30 | 2016-06-29 | Ekologiczne fajerwerki, sposób ich otrzymywania oraz sposób ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków i zastosowanie fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w materiałach pirotechnicznych |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| PL412967A PL232954B1 (pl) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| PL412967A1 PL412967A1 (pl) | 2017-01-02 |
| PL232954B1 true PL232954B1 (pl) | 2019-08-30 |
Family
ID=56799198
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL412967A PL232954B1 (pl) | 2015-06-30 | 2015-06-30 | Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach |
| PL16177027T PL3112333T3 (pl) | 2015-06-30 | 2016-06-29 | Ekologiczne fajerwerki, sposób ich otrzymywania oraz sposób ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków i zastosowanie fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w materiałach pirotechnicznych |
Family Applications After (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| PL16177027T PL3112333T3 (pl) | 2015-06-30 | 2016-06-29 | Ekologiczne fajerwerki, sposób ich otrzymywania oraz sposób ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków i zastosowanie fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w materiałach pirotechnicznych |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| EP (1) | EP3112333B1 (pl) |
| PL (2) | PL232954B1 (pl) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN109354566A (zh) * | 2018-12-11 | 2019-02-19 | 王贤凤 | 一种烟花爆竹用烟火药 |
Family Cites Families (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2130068A (en) | 1937-05-25 | 1938-09-13 | Cimorosi Alberto | Fireworks |
| BE555029A (pl) * | 1954-03-11 | |||
| US4184901A (en) * | 1978-08-21 | 1980-01-22 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Simultaneous yellow smoke and yellow flame composition containing bismuth subnitrate |
| AT392465B (de) * | 1989-05-31 | 1991-04-10 | Steirische Magnesit Ind Ag | Verfahren zum herstellen von klinkern |
| DE4411654C2 (de) * | 1993-10-20 | 1996-04-04 | Temic Bayern Chem Airbag Gmbh | Gaserzeugendes Gemisch |
| US6599379B2 (en) * | 2001-04-12 | 2003-07-29 | Dmd Systems, Llc | Low-smoke nitroguanidine and nitrocellulose based pyrotechnic compositions |
| RU2248233C1 (ru) * | 2003-09-05 | 2005-03-20 | Закрытое акционерное общество "Техно-ТМ" | Композиция для охлаждения и одновременной фильтрации пожаротушащей газоаэрозольной смеси |
| US7645095B2 (en) * | 2004-04-08 | 2010-01-12 | Newearth Pte Ltd. | Method for waste stabilisation and products obtained therefrom |
| CN103104920B (zh) * | 2013-02-01 | 2015-12-02 | 东南大学 | 固体废物焚烧过程中重金属及超细颗粒物的捕集方法 |
| KR101518316B1 (ko) * | 2013-05-21 | 2015-05-11 | 주식회사 한화 | 인플레이터 고체 배출량이 감소된 가스발생제 조성물 |
-
2015
- 2015-06-30 PL PL412967A patent/PL232954B1/pl unknown
-
2016
- 2016-06-29 PL PL16177027T patent/PL3112333T3/pl unknown
- 2016-06-29 EP EP16177027.6A patent/EP3112333B1/en active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| PL412967A1 (pl) | 2017-01-02 |
| PL3112333T3 (pl) | 2018-04-30 |
| EP3112333A1 (en) | 2017-01-04 |
| EP3112333B1 (en) | 2017-12-13 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Means | Influence of salinity upon sediment-water partitioning of aromatic hydrocarbons | |
| Steinhauser et al. | Heavy metals from pyrotechnics in New Years Eve snow | |
| Xu et al. | Spatial distributions and transport implications of short-and medium-chain chlorinated paraffins in soils and sediments from an e-waste dismantling area in China | |
| Cachada et al. | The variability of polychlorinated biphenyls levels in urban soils from five European cities | |
| Radziemska et al. | The combined effect of phytostabilization and different amendments on remediation of soils from post-military areas | |
| Szerement et al. | Use of zeolite in agriculture and environmental protection. A short review | |
| Oguz et al. | In vitro mycotoxin binding capacities of clays, glucomannan and their combinations | |
| PL232954B1 (pl) | Fajerwerki zawierające w swoim składzie związki metali ciężkich, sposób ich otrzymywania, zastosowanie fajerwerków do ograniczenia skażenia środowiska związkami metali ciężkich z fajerwerków oraz zastosowanie dodatków mineralnych w fajerwerkach | |
| Gupta et al. | Evidence for a chondritic impactor, evaporation-condensation effects and melting of the Precambrian basement beneath the ‘target’Deccan basalts at Lonar crater, India | |
| Barros et al. | Evaluation of the incorporation ratio of ZnO, PbO and CdO into cement clinker | |
| Phillips et al. | Toxicity of selected munitions and munition-contaminated soil on the earthworm (Eisenia foetida) | |
| Vernile et al. | Particulate matter toxicity evaluation using bioindicators and comet assay | |
| Sundaram | Adsorption behavior of RH‐5992 insecticide onto sandy and clay loam forest soils | |
| Clausen et al. | Adsorption/desorption measurements of nitroglycerin and dinitrotoluene in Camp Edwards, Massachusetts soil | |
| Lencioni et al. | Metal enrichment in ice-melt water and uptake by chironomids as possible legacy of World War One in the Italian Alps | |
| FI59785B (fi) | Saett att inkorporera en flamdaempande alkalimetall i krut | |
| Oxley et al. | Efficiency of perchlorate consumption in road flares, propellants and explosives | |
| Capasso et al. | Uptake of phenylurea herbicides by humic acid–zeolitic tuff aggregate | |
| Lotufo | Ecotoxicity of explosives | |
| Furey et al. | Effective elution of RDX and TNT from particles of Comp B in surface soil | |
| Vagner et al. | Use of Slanic zeolitic tuff for purification of combustion water in organically bound tritium analysis | |
| Tlupov et al. | Use of natural bentonite clays in pond fish farming to create optimal concentrations of ammonium ions | |
| Kujawska et al. | Reduction of excessive heavy metals accumulation in drinking water with natural zeolites | |
| Van Dung | Determination of carbendazim sorptiondesorption in vietnamese soils with different pH, content of clay and organic carbon | |
| Hutches et al. | A New Kind of Molotov? Gasoline–Pool Chlorinator Mixtures |