Регистрация / Вход
Прислать материал

Исследование сорбционной способности гуматов ООО «Аграрные технологии» (г. Иркутск) по отношению к ионам тяжелых металлов

Сведения об участнике
ФИО
Мирошниченко Юлия Сергеевна
Вуз
Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Южный федеральный университет"
Тезисы (информация о проекте)
Область наук
Науки о Земле, экология и рациональное природопользование
Раздел области наук
Мониторинг и прогнозирование состояния окружающей среды, предотвращение и ликвидация ее загрязнения
Тема
Исследование сорбционной способности гуматов ООО «Аграрные технологии» (г. Иркутск) по отношению к ионам тяжелых металлов
Резюме
Среди загрязнителей окружающей среды тяжелые металлы относятся к числу важнейших. Воздействие таких металлов на организм может привести к тяжелым заболеваниям. Поэтому попадание неочищенных сточных вод, в природную среду ведет к серьезному ущербу экологии.
Одним из широко применяемых методов очистки сточных вод от тяжелых металлов является сорбционный. В основе этого метода лежит использование различных сорбентов. В настоящее время перспективным направлением является разработка новых сорбирующих материалов. К таким материалам относятся гуматы.
Предлагается использовать гуматы в качестве сорбентов от ионов тяжелых металлов. Разработаны 2 технологии очистки под данные сорбенты.
Ключевые слова
гуматы, сорбенты, тяжелые металлы, ионы свинца, ионы меди
Цели и задачи
Целью работы является оценка сорбционной активности по отношению к ионам меди (II) и свинца (II) гуматами ОАО «Аграрные технологии» (г. Иркутск).
В связи с этим необходимо решить следующие задачи:
1. Изучить литературные источники по теме исследования;
2. Разработать этапы лабораторного эксперимента для определения сорбционной способности гуматов;
3. Изучить влияние различных факторов (время сорбции, pH, концентрация сорбентов, вид сорбента, его расход и температура сорбции) на сорбционную способность гуматов;
4. Оценить сорбционную емкость гуматов по отношению к ионам меди (II) и свинца (II) в сравнении с другими сорбентами.

Введение

Проблема очистки промышленных стоков и подготовки воды для технических и хозяйственно-питьевых целей с каждым годом приобретает все большее значение. Эти металлы опасны для организма.

Одним из широко применяемых физико-химических методов очистки сточных вод от тяжелых металлов является сорбционный. В настоящее время перспективным направлением развития экологических технологий является разработка новых сорбирующих материалов. К таким материалам относятся гуминовые препараты, используемые для детоксикации сточных воды, загрязненной тяжелыми металлами.

Таким образом, тема работы, связанная с исследованием сорбционной способности гуматов по отношению к тяжелым металлам представляется современной и актуальной.

Методы и материалы

Методы:

1.Йодометрический метод определения концентрации ионов Cu2+.

 Метод йодометрического титрования основан на реакции восстановления меди (II) йодидом калия до меди (I); при этом выделившийся элементный йод титруют тиосульфатом натрия с присутствием крахмала.

Йодометрический метод определения меди является достаточно точным, так как крахмал является очень чувствительным индикатором с резким переходом окраски.

2.Комплексонометрический метод определения концентрации ионов Pb2+.

Комплексонометрическое титрование – метод, основанный на использовании реакций образования комплексонатов – комплексных соединений катионов металлов с комплексонами. Для определения конечной точки титрования используют металлохромные индикаторы , образующие окрашенные комплексы с катионами определяемых металлов.

В процессе комплексонометрического титрования в растворе протекает реакция связывания катионов металла в комплексонат.

В качестве титранта применяют раствор этилендиаминтетраацетата (ЭДТА) – двунатриевую соль этилендиаминтетрауксусной кислоты 

3.ИК-спектроскопическое исследование гуматов. 

Инфракрасная спектроскопия  – раздел, изучающий спектры поглощения и отражения электромагнитного излучения в ИК-области.  В целом ИК-спектры характеризуют энергетическое состояние молекул, касающееся, в первую очередь, колебательных и вращательных движений ядер атомов и молекул 

Материалы:водные гуматы натрия, калия и гуматы для сухого внесения.

Описание и обсуждение результатов

На современном уровне развития промышленности невозможно полностью отказать от тяжелых металлов. Известные и эффективные способы очистки от таких металлов дорогостоящие. Поэтому необходимо разрабатывать новые и совершенствовать существующие технологии очистки сточных вод от тяжелых металлов. К одним из эффективных, достаточно новых и дешевых препаратов относятся гуминовые вещества.  

  • На основании научных работ по вопросам изучения сорбционной способности гуминовых веществ было установлено, что изучение гуминовых веществ в качестве сорбирующего материала и методика сорбции является перспективным направлением развитии экологических технологий и вызывает неподдельный интерес ученых во всем мире.
  • Были проведены эксперименты по изучению сорбционной активности водных гуматов натрия и калия и гуматов для сухого внесения с ионами меди (II) и ионами свинца (II).
  • Разработаны методики очистки воды от ионов меди и ионов свинца гуматами натрия, калия и гуматами для сухого внесения ОАО «Аграрные технологии» (г. Иркутск).
  • Гуматы лучше связывают ионы свинца, чем ионы меди. Для сорбции ионов свинца водные гуматы натрия и калия одинаково эффективны. Для сорбции же ионов меди водные гуматы натрия позволяют добиться большей степени извлечения при одинаковой концентрации, чем водные гуматы калия. Гуматы для сухого внесения по сравнению с водными гуматами менее эффективны, это наблюдается и для ионов свинца и для ионов меди.
  • Определены сорбционные емкости гуматов по отношению к ионам меди и свинца. Гуминовые вещества, исследуемые в работе имеют сорбционную емкость выше, чем гуминовые вещества, исследованные другими авторами.
  • Установлено, что гуматы для сухого внесения можно применять в качестве загрузки для извлечения ионов меди. Количество пропускании через сорбционный слой зависит от объема сорбента.
  • Построена изотерма адсорбции водных гуматов натрия, ее анализ показал, что она имеет S-образный вид, что  характеризует гуматы натрия, как материал, обладающий высокой сорбционной емкостью при низких концентрациях;
  • Был исследован состав гуматов с помощью Ик-спектров и состав водных гуматов натрия с помощью спектров оптического поглощения. Полученные данные совпадает с приводимыми в литературе.
  • Проанализировав концентрации тяжелых металлов в промышленных сточных водах и концентрации растворов, использованных в работе, а также эффективность очистки гуматами этих растворов, следует, что гуматы можно применять в качестве сорбентов для очистки сточных вод.

 

Используемые источники
Клименко Т.В. Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов / Т.В. Клименко // Современные научные исследования и инновации.‒ 2013. ‒ № 11.
Будников Г.К. Тяжелые металлы в экологическом мониторинге водных систем. URL: http://www.o8ode.ru/article/planetwa/heavy_water.htm (дата обращения 12.05.2015 г.)
Водяницкий Ю. Н. Об опасных тяжелых металлах/металлоидах в почвах / Водяницкий Ю. Н. // Бюллетень Почвенного института им. В.В. Докучаева. – 2011. – Вып.68. – С. 58–59.
Реагентный метод URL: http://kmv-e.narod.ru/Reagent.htm (дата обращения 21.05.2015 г.)
Климов Е. С. Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е. С. Климов, М. В. Бузаева. – Ульяновск : УлГТУ, 2011. – 201 с.
Перминова, И.В. Гуминовые вещества в контексте зеленой химии URL: http://www.humate-sakhalin.ru/img/documents/2.pdf (дата обращения 8.05.2015 г.)


Information about the project
Surname Name
Miroshnichenko Yulia
Project title
The research of sorption capacity humates LLC "Agricultural technology" (Irkutsk) in relation to the heavy metal ions.
Summary of the project
Among environmental pollutants, heavy metals are among the most important. The impact of such metals on the body can lead to serious diseases. So the release of untreated wastewater into the environment leads to serious damage to the environment.
One of the widely used methods of sewage treatment from heavy metals is sorption. The basis of this method is the use of various sorbents. Currently, a promising direction is the development of new sorbent materials. These include humates.
It is proposed to use humates as sorbents from heavy metal ions. Developed 2 treatment technology under these sorbents.
Keywords
humates, adsorbents, heavy metals, copper ions, lead ions