CC BY
77
РигоШе А430 выше, чем на АВ-17. Сделано предположение, что, поскольку оба сорбента имеют одинаковые функциональные группы, увеличение емкости по анионам при одинаковой скорости пропускания происходит за счет улучшенных сорбционных характеристик ионообменника фирмы РигоШе. По выходным кривым сорбции рассчитаны динамические обменные емкости ионообменных смол по изученным катионам. Установлено, что ионообменная смола РигоШе А430 является более эффективным сорбентом, чем ионообменная смола АВ-17 для концентрирования хлорид-, нитрат- и сульфат-ионов, ДОЕ РигоШе Б930 по катионам меди (II), никеля(11) и кобальта (II) сравнимы.
Предложенный способ разделения и концентрирования апробирован для определения содержания ионов в сточных водах гальванического производства.
Список использованной литературы
1. Пат. 2466101 Яи МПК C02F 1/42 В0Ы 45/00 В0Ы 47/02. Способ ионообменного разделения ионов меди (II) и никеля (II) / Гапеев А.А., Бондарева Л.П., Корниенко Т.С. и др.; заявитель и патентообладатель ГОУ ВПО Воронеж. гос. технол. акад. - № 2011109306/05; заявл. 11.03.11; опубл. 20.09.12, Бюл. № 26
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЫДЕЛЕНИЯ КАТИОНОВ МЕТАЛЛОВ СОРБЦИОННЫМ МЕТОДОМ В РАМКАХ ВОПРОСА ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ
А.А. Гапеев, преподаватель, к.х.н., А.М. Чуйков, начальник кафедры, к.т.н., А.В. Мещеряков, доцент, к.т.н., Воронежский институт ГПС МЧС России, г. Воронеж
Тяжелые металлы относятся к приоритетным загрязняющим веществам, наблюдения за которыми обязательны во всех средах.
Ионы металлов являются непременными компонентами природных водоемов. В зависимости от условий среды (рН, окислительно-восстановительный потенциал, наличие лигандов) они существуют в разных степенях окисления и входят в состав разнообразных неорганических и металлорганических соединений, которые могут быть истинно растворенными, коллоидно-дисперсными или входить в состав минеральных и органических взвесей.
Источниками загрязнения вод тяжелыми металлами служат сточные воды гальванических цехов, предприятий горнодобывающей, черной и цветной металлургии, машиностроительных заводов. Тяжелые металлы входят в состав удобрений и пестицидов и могут попадать в водоемы вместе со стоком с сельскохозяйственных угодий [1].
Ионы тяжелых металлов пагубно сказываются на здоровье человека. Могут вызывать заболевания сердца, дыхательных путей и многое другое.
Целью настоящей работы стало установление оптимальных условий выделения ионов меди и никеля из водного раствора и из сточной воды в колонне с неподвижным слоем ионообменника.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1. изучение зависимости сорбции ионов меди и никеля на аминофосфоновом катионообменнике РигоШе Б950 от времени контакта с сорбентом, концентрации исходного раствора и расхода очищаемого раствора;
2. определение условий сорбционного выделения ионов меди из раствора, содержащего ионы никеля на РигоШе Б950.
В настоящей работе была проведена серия экспериментов, на установке, которая была сконструирована ранее. Её многоплановость достигнута тем, что очищаемый раствор и регенерирующий или элюирующий реагент пропускаются через слой ионообменной смолы в различном направлении. Установка может быть использована для изучения очистки вод различного состава, выделения и отделения органических веществ от минеральным примесей, а также разделения смесей компонентов с различающейся селективностью к сорбенту.
В качестве сорбента был использована ионообменная смола РигоШе Б950 - макропористая хелатообразующая аминофосфоновая кислая смола, предназначенная для удаления катионов из промышленных стоков при низком рН, смягчения и очистки воды. В отличие от РигоШе Б930, которая обладает селективностью к ионам тяжёлых металлов, но не используется для разделения двухвалентных ионов, РигоШе Б950 обладает более высокой селективностью к отделению одного определённого вида ионов тяжёлых металлов и выделению целевых компонентов из растворов.
В настоящей работе было проведено исследование процесса выделения ионов тяжелых металлов из водных растворов, путем пропускания очищаемого раствора через слой ионообменника. Для этого применялась ионообменная установка с неподвижным слоем сорбента марки РигоШе Б950 в ОН-- форме, через который пропускали растворы, содержащие ионы тяжелых металлов.
При описании особенностей сорбции ионов тяжелых металлов в многокомпонентных системах необходимо представлять характер взаимодействия индивидуальных веществ с сорбентами. Для этого исследована сорбция ионов меди на ионообменнике в ОН--форме в статических условиях.
Полученные изотермы сорбции имеют форму изотерм мономолекулярной сорбции на активных центрах. Поэтому имеется возможность определить полную обменную емкость катионитов по меди(11), используя линейную форму изотермы в координатах 1/Сг = :(1/С8). Линейная изотерма сорбции меди(11) на амфолите РигоШе Б950 (ОН-) имеет вид 1/С = 7,903 1/С8 + 275,6, а определенные значения СОЕ = 3,6 ммоль/г и коэффициента сорбции к=3,5.
Поглощение ионов меди проводили в колонне с неподвижным слоем ионообменной смолы РигоШе Б950. Контроль концентрации ионов меди на
выходе из колонны осуществлялся комплексонометрическим методом, измерялись водородный показатель и электрическая проводимость. В процессе эксперимента осуществлялся отбор проб через определенные промежутки времени. После того, как концентрация ионов на выходе достигала
значения, совпадающего с концентрацией в исходном растворе, эксперимент прекращали и приступали к анализу. В результате по полученным данным получена выходная кривая сорбции ионов меди с концентрацией 0,085
-5
моль/дм . Проскок ионов меди наблюдается после 120 мин. пропускания раствора, полное насыщение смолы в динамическом режиме наступает через 240 мин. Выходные кривые позволяют рассчитать динамическую сорбционную ёмкость (ДОЕ) Pигolite Б950 ^И-) по ионам меди (II): Д0Е=10,8.
В работе получены изотермы сорбции катионов N , которые имеют форму изотерм мономолекулярной сорбции на активных центрах. Поэтому имеется возможность определить полную обменную емкость катионитов по никелю (II), используя линейную форму изотермы в координатах 1/Сг = f(1/Cs). Линейная изотерма сорбции никеля (II) на амфолите Pигolite Б950 имеет вид 1/Сг = 10,611^ + 328,9, а определенные значения СОЕ = 3,0 ммоль/г и коэффициента сорбции k=3,1. Поглощение ионов никеля проводили в колонне с неподвижным слоем на ионообменной смоле Pигolite Б950. Контроль концентрации ионов никеля на выходе из колонны осуществлялся комплексонометрическим методом. В процессе эксперимента осуществлялся отбор проб через определенные промежутки времени. После того, как концентрация ионов М2+ на выходе достигала значения, совпадающего с концентрацией в исходном растворе, эксперимент прекращали и приступали к
-5
анализу. Проскок ионов никеля с исходной концентрацией 0,099 моль/дм и
-5
скоростью пропускания 7,5 см /мин наблюдается после 170 мин пропускания раствора, полное насыщение смолы в динамическом режиме наступает через 260 мин. Выходные кривые позволяют рассчитать динамическую сорбционную ёмкость (ДОЕ) Pигolite Б950 по ионам никеля: ДОЕ=9,2.
Поглощение ионов меди в смеси с ионами никеля проводили в колонне с неподвижным слоем на ионообменной смоле Pигolite Б950. Контроль суммарной концентрации ионов и М2+ на выходе из колонны
осуществлялся комплексонометрическим методом. В процессе эксперимента осуществлялся отбор проб через определенные промежутки времени. После того, как концентрация ионов и М2+ на выходе достигала значения,
совпадающего с концентрацией в исходном растворе, эксперимент прекращали.
Поскольку СОЕ, ДОЕ и коэффициенты сорбции обоих ионов близки, происходит совместное поглощение меди и никеля на Pигolite Б950 (OH-), разделение происходит не более чем на 10-15 %. Десорбция ионов меди и
-5
ионов никеля осуществлялась раствором глицина с концентрацией 0,1 моль/дм
-5
и скоростью пропускания 7,5 см /мин. Ранее было установлено, что десорбция ионов никеля данным элюентом невозможна, что позволило провести процесс разделения ионов исследуемых металлов. При этом ионы никеля остаются в смоле, а ионы меди элюируются, образуя с глицином комплексное соединение,
которое в дальнейшем может быть использовано в качестве пищевой добавки в животных кормах. Степень разделения равна 100 %.
Список использованной литературы
1. Пимнева Л.А. Очистка сточных вод от токсичных тяжёлых металлов / Л.А. Пимнева. - Современные наукоемкие технологии: 2013. - № 2. - С. 99-101.
ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В УПРАВЛЕНИИ БЕЗОПАСНОСТЬЮ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ
Р.В. Гасымова, магистрант, Л.Т. Рязанцева, доцент, к.б.н.,
Воронежский государственный технический университет, г. Воронеж
Актуальность выбранной темы доклада обусловлена низким уровнем автоматизации контроля за состоянием земельных участков, изучением их свойств и факторов, влияющих на их пригодность, в различных областях.
Информационные технологии в обеспечении безопасности жизнедеятельности занимают сегодня ключевую позицию в обеспечении техносферной безопасности в России. Перспективы развития данных технологий являются одним из важнейших научных направлений
Проблема, связанная с землеустройством актуальна и сейчас. Нельзя не отметить такие важные составляющие его как изучение состояния земель, планирование и организация разумного использования земель, описание местоположения, оценки состава и загрязненности почвенных покровов, безопасности использования под определенные технические и промышленные нужды, а также организация рационального использования гражданами земельных участков для реализации своих целей. Одной из важнейших проблем в настоящее время является возрастающее загрязнение окружающей среды, которое влечет за собой опасность для живых организмов, и, в первую очередь, для человека.
Мониторинг является одним из приоритетных направлений деятельности МЧС РФ. В соответствии со статьей 1 Федерального закона РФ от 10.01.2002 № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды» данное направление представляет собой систему наблюдений за состоянием окружающей среды с целью разработки мероприятий по ее охране и предупреждению критических ситуаций. Результаты мониторинга ЧС могут быть критериями для принятия решений [1].
На сегодняшний день по Воронежской области «высокий уровень загрязнения» приходится на 3 административные территории (г. Воронеж, Острогоржский и Россошанский районы). К «низкому уровню загрязнения» относится к 9 административным единицам (Верхнехавский, Грибановский,
