CC BY
5Выпуск № 4(4) (октябрь, 2015).
5. Полякова Э.И. Разделение государственной власти на ветви как неотъемлемый признак правового государства // Журнал «Плехановский барометр». Кафедра государственного и муниципального управления РЭУ им. Г.В. Плеханова. М.: Издательский Дом «Третьяковъ», 2015. № 3.
6. Рубинина Э.Р. Понятие судебной системы современной России: новые подходы // Юридическая наука и правоохранительная практика. 2016. №1 (35).
7. Черкашин Е.Ю., Караев Р.Ш. Первая попытка реализации принципа разделения властей в деятельности федеральных органов государственной власти России (историко-теоретический анализ) // Выпуск 20. Вестник СевКавГТИ. 2015.
8. Черкашин Е.Ю., Караев Р.Ш. Становление и развитие идей разделения властей // Выпуск 18. Вестник СевКавГТИ. 2014.
УДК 001.201
Силайчева М.В. студент магистратуры 2 курса факультет «Экологической, технологической и информационной безопасности»
Степанова С.В., к. техн. н.
доцент
кафедра «Инженерная экология» Казанский национальный исследовательский технологический университет Россия, г. Казань
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КЛЕНОВОГО ОПАДА ДЛЯ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ ОБЪЕКТОВ ОТ ИОНОВ ЖЕЛЕЗА (II)
В статье рассматривается возможность применения кленового опада в качестве сорбционного материала для очистки воды от ионов железа (II). Эксперимент проводился на модельной воде, загрязненной сульфатом железа (II) при начальной концентрации последнего 100 мг/дм3. Для сравнения значений сорбционной ёмкости параллельно проводился аналогичный опыт с катионитом марки КУ-2. По результатам экспериментов выявлено, что эффективность очистки составляет 88,15 % и 95,48 % для кленового опада и катионита марки КУ-2 соответственно. Однако поскольку в обоих опытах остаточная концентрация ионов железа не соответствует требованиям ПДК, то рассматриваемый сорбционный материал может быть использован на стадии предварительной очистки.
Ключевые слова: модельная вода, ионы железа (II), сорбция, кленовый опад, катионит.
Silaycheva M.V. graduate student of 2 courses faculty of environmental safety, information and process security Kazan national research technological university
Russia, Kazan
Stepanova S. V., Ph.D. in Engineering Science, associate professor associate professor of Engineering Ecology department Kazan national research technological university
Russia, Kazan
USING MAPLE TREE WASTE FOR WATER OBJECTS TREATMENT FROM IRON (II) IONS
The article discusses the possibility of using maple tree waste as a sorption material for water purification from iron ions (II). The experiment was carried out on model water contaminated with iron sulfate (II) with an initial concentration 100 mg/dm3. For comparison the values of sorption capacity parallel similar experiment was conducted with a cation exchange resin KU-2. According to the results of experiments showed that the treatment efficiency is 88,15% and 95,48% for the maple tree waste and cation exchange resin KU-2, respectively. However, because in both experiments the residual concentration of iron ions does not comply with the MPC, the sorption material in question can be used for pre-cleaning step.
Keywords: model water, iron(II) ions, sorption, maple tree waste, cation-exchange resin.
Тяжелые металлы (ТМ) - широко известные промышленные загрязнители. Основными источниками поступления их в водоемы являются сточные воды гальванических цехов, предприятия рудного и шахтного производства, машиностроения и металлообработки, черной и цветной металлургии, химической и нефтехимической промышленности и др. [1]. Попадая в организм человека, ТМ накапливаются в нем, обуславливая выраженные мутагенные и канцерогенные эффекты. В связи с вышесказанным проблема очистки промышленных стоков является особенно актуальной.
Одним из наиболее распространенных ТМ является железо. Основным источником его попадания в водные объекты являются процессы выветривания горных пород, промышленные стоки предприятий металлургической, металлообрабатывающей, лакокрасочной, текстильной промышленности и с сельскохозяйственными стоками. Поскольку железо является активным элементом, оно обладает способностью влиять на интенсивность развития фитопланктона и качественный состав микрофлоры в водоёмах [2].
Существует множество способов очистки промышленных стоков от ионов ТМ. Например, для удаления из сточных вод их солей кислые и щелочные стоки подвергают нейтрализации. При небольшом содержании
тяжелых металлов в сточных водах может быть использована биологическая очистка [3].
Для глубокой очистки сточных вод применяют сорбционный метод. Достоинствами данного способа являются высокая степень очистки, возможность очистки сточных вод, содержащих несколько веществ и др. в качестве сорбентов наиболее часто применяют глины, силикагели, алюмогели, активные угли. Однако недостатком названного метода является относительно высокая стоимость промышленных адсорбентов, технологическая трудоемкость изготовления и поиск пути регенерации отработанного сорбента. Именно поэтому поиск и разработка новых дешевых сорбционных материалов является перспективной задачей экологии [1]. Природными источниками для получения сорбентов могут выступать отходы растениеводства (стебли подсолнечника, кукурузные початки, шелуха ячменя, овса, пшеницы) и производства (опилки, зола, шлаки и т.д.). [4].
В связи с вышеизложенным, исследовалась возможность очистки модельных вод от ионов Fe(II) с помощью опада кленового (ОК) вида Acer platanoides (клён остролистный). Преимуществом выбранного материала являются доступность, а также возможность ежегодного пополнения его запасов. Кленовый листовой опад относится к целлюлозосодержащему сырью, в состав которого входят дубильные вещества, лигнин, метиламин, изометиламин, флавоноиды, которые способны взаимодействовать с ионами тяжелых металлов. Кроме того, проводилось сравнение эффективности применения данного отхода с катионитом.
Эксперимент проводился следующим образом. В ходе очистки модельных растворов, содержащих ионы Fe(II) в концентрации 100 мг/дм3 к пяти пробам, содержащим по 100 см3 раствора, добавляли измельченный ОК массой 1 г, после чего смеси перемешивались, отбиралась проба через 10, 30, 60, 75 и 90 мин от начала эксперимента. После выдержки проба отфильтровывалась через бумажный фильтр, и в фильтрате определялась остаточная концентрация ионов железа (II) фотоколориметрическим методом [5]. Аналогичный опыт повторяли с катионитом марки КУ-2. По полученным данным строили кривые зависимости концентрации ионов железа от времени контакта (рисунок 1).
Рисунок 1 - График зависимости сорбционной емкости от времени контакта модельного раствора и сорбционного материала
В ходе эксперимента установлено, что в пробе после 60 мин взаимодействия модельных вод с ОК остаточная концентрация ионов Fe2+ составила 11,85 мг/дм3, с катионитом - 4,52 мг/дм3.
На основании анализа графических зависимостей можно сделать вывод, что эффективность очистки при использовании данных сорбционных материалов практически сопоставима, так для ОК она составила 88,15 %, а для катионита - 95,48 %. Поглощение ионов Fe(П) происходит в течение 60 мин, затем наступает насыщение материала и начинается десорбция ионов железа
(II).
Поскольку остаточная концентрация ионов Fe(П) не соответствует значению ПДК=0,3 мг/дм3 по ионам железа в воде культурно-бытового назначения, то исследуемые воды требуют дальнейшей очистки, а кленовый опад может быть рекомендован к использованию на стадии предварительной очистки сточных вод.
Использованные источники:
1. Родионов А.И. и др. Технологические процессы экологической безопасности / А.И. Родионов, В.Н. Клушин, В.Г. Систер. - 3-е изд. перераб. и доп. - Калуга: Издательство Н. Бочкаревой, 2000. - 800 с.
2. Справочник по гидрохимии. Тяжелые металлы [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://biology.krc.karelia.ru/misc/hydro/mon5.html. - (Дата обращения: 24.12.2016).
3. Химия воды. Железо [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://wwtec.ru/mdex.php?id=216. - (Дата обращения: 24.12.2016).
4. Торопов Л.И. Способы очистки сточных вод от тяжелых металлов /л.И. Торопов, И.М. Агафонова: Тез.докл.междунар.науч.конф. «Перспективы развития естественных наук в высшей школе». - Пермь: ПГУ, 2001. - 58 с.
5. ПНД Ф 14.1;2.50-96. Количественный химический анализ вод. Методика выполнения измерений массовой концентрации общего железа в природных и сточных водах фотометрическим методом с сульфосалициловой кислотой.
