CC BY
5ни, свидетельствует о нарушении обмена фос-фолипидов в печени.
Старение — необратимый процесс, поэтому выявленные нарушения регуляции механизмов, поддерживающих равновесие в системе «холестерин—Ь-ЛП», «холестерин—фосфоли-пиды» и «фосфолипиды и активность КФА», следует учитывать при изучении химических веществ, обладающих способностью ускорять естественные процессы геронтогенеза.
В ы в о д ы. 1. Выявлены информативные показатели липидного обмена при естественном старении беспородных крыс (самок). 2. Наибольшую прогностическую значимость в комплексе показателей, характеризующих нарушения липидного обмена, имеют следующие показатели: общие липиды, фосфолипиды, /3-ЛП, соотношение общего холестерина и /3-ЛП, соотношение общего холестерина и фосфолипидов и соотношение фосфолипидов и активности КФА в сыворотке крови. 3. Нарушение функции печени является одним из возможных механизмов нарушений липидного обмена при естественном старении животных.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Власов В.Н. // Токсикологический вестник. —
2005. — № 5. — С. 27—31.
2. Гельман B.Я. Медицинская информатика: практикум. — 2-е изд. — СПб.: Питер, 2002.
3. Гродецкая H.C. Aнализ значимости признаков старения сердца и сосудов при гигиеническом нормировании промышленных соединений (экспериментальное исследование опасности развития отдаленных эффектов на сердечно-сосудистую систему): Aвтoреф. дис. ... д. мед. наук. — М., 1989.
4. Колб BT., Камышников B.C. Справочник по клинической химии. — 2-е изд., перераб. и доп. — Минск: Беларусь, 1982.
5. Кулганек B., Клашка B. // Boпр. мед. химии.
— 1961. - Т. 7, № 4. — С. 434—436.
6. Ледвина М.М. // Лаб. дело. — 1973. — № 3. — С. 13—17.
7. Пособие по клинико-лабораторным методам исследования / Г.Н. Удинцев, B^. Бланк, ДА. Кравец, И.С. Тимесков. — Л.: Медицина, 1968.
8. Предтеченский B.E. Руководство по клиническим лабораторным исследованиям. — М.: Медгиз, 1960.
9. Caнoцкuй И.B., Гродецкая H.C. // Токсикол. вестник. — 1997. — № 6. — С. 8—12.
10. Caнoцкuй И.B., Фоменко B.H. Отдаленные последствия влияния химических соединений на организм. — М.: Медицина, 1979.
11. Cmеnaнoвa HS. // Лаб. дело. — 1962. — № 5. — С. 49—53.
12. Reitman S., Frankel S. // Amer. J. clin. Path.
— 1957. — Vol. 28, No. 1. — P. 56—63.
Поступила 18.09.06
ПРАКТИЧЕСКОМУ ВПРАВООХРАНЕНИЮ
J
УДК 613.62:034.791
А.Н. Тарасов, И.Н. Растунов, В.В. Вербов
КОМПЛЕКСНАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ОТРАБОТАВШИХ ДЕМЕРКУРИЗИРУЮЩИХ РАСТВОРОВ ОТ РТУТИ
ГУП МосНПО «Радон», Москва
Проведено исследование динамики сорбции анионных комплексов ртути на ионитах АН-31 в J -форме и ионите промышленной марки АВ-17, содержащего группы четвертичного аммониевого основания, в J 3-форме. Установлено, что введение в сорбент окислителя (поли-йодида), повышает степень очистки ртутьсодержащих растворов до ПДКВ. Предложена технологическая схема очистки отработавших ртутьсодержащих растворов на практике.
Ключевые слова: ртуть, демеркуризирующие растворы, сорбционная очистка, динамическая объемная емкость.
A.N. Tarasov, I.N. Rastunov, V.V. Verbov. Complex technology of waste demercuration
solutions purifying from mercury. The authors studied sorption of mercurial anion complexes on AN-31 ion exchangers in J form and AV-17 industrial ion exchanger containing groups of quarternary ammonium base, in J 3 form. Findings are that putting an oxidizer (polyiodide) into sorbent improves purification degree of mercury-containing solutions up to MAC. The authors suggested a technologic scheme to purify waste demercuration solutions for practical use.
Key words: mercury, demercuration solutions, sorption purification, dynamic volume capacity.
В ряду тяжелых металлов ртуть по своим характеристикам — наиболее опасный эко-токсикант. Высокая токсичность ртути и ее соединений — одна из основных причин, определяющих необходимость очистки технологи -ческих ртутьсодержащих растворов.
Во многих случаях задача по обезвреживанию ртутьсодержащих сбросов решена с использованием локальных методов очистки, исключающих вынос соединений ртути за пределы технологических зон.
В ГУП МосНПО «Радон» проводят работы по обследованию объектов на содержание паров ртути в воздухе помещений, обезвреживанию ртутных загрязнений (табл. 1), очистке отработанных демеркуризирующих растворов.
С целью разработки комплексной технологии очистки ртутьсодержащих растворов проводили исследования по определению ионита с низко- и высокоосновными аминогруппами, способного наиболее эффективно извлекать ртуть из технологических растворов. Для осуществления сорбционной очистки растворов от ртути в виде ее анионных комплексов, предложена предварительная, реагентная обработка исходных растворов, понижающая содержание ртути, сопутствующих веществ в растворе. Реализация предложенной технологии на прак-
тике, обеспечивающая остаточную концентрацию ртути в растворе близкой или равной ПДКВ, позволит создать экологически-эффективную систему, исключающую вынос токсичных соединений ртути в окружающую среду.
М а т е р и а л ы и м е т о д и к и. В работе использовали:
— слабоосновный анионит АН-31 в Cl- и J -формах, фракция 0,6 —1,0 мм. Перевод анионита в J -форму осуществляли замачиванием влажного анионита в 10 % растворе иодида калия;
— макропористый высокоосновный анионит АВ-17 Cl3- -форме, удельная поверхность пор 32 м2/г, размер гранул 0,4 мм, статическая обменная емкость (СОЕ) по 0,1н HCl 3,7 ммоль/г. Перевод анионита в J3 -форму осуществляли по методке [2];
— березовый активированный уголь (БАУ), газовый дробленый орешек с размером зерен 1—5 мм;
— ртутьсодержащие растворы; технологические и модельные, имитирующие по составу отработавшие демеркуризирующие растворы после реагентной обработки и фильтрования на угольном фильтре;
—концентрация ртути —50—100 мг/л, йода — 0,6 г/л, йодистого калия — 10 г/л (I);
Т а б л и ц а 1
Результаты обследования и демеркуризации за 1996—2005 гг.
Годы Объекты 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 Всего за 1996— 2005 гг.
Школы и другие образовательные учреждения 4 4 14 19 13 40 57 37 43 34 256
Дошкольные учреждения — — 2 12 21 29 15 35 38 27 179
Другие объекты, в т. ч. жилые помещения 9 10 14 9 10 6 4 12 9 14 84
Всего объектов 13 14 30 39 35 75 76 84 90 65 511
Общая обследованная площадь, м 3 14100 14800 31080 4070 37000 69000 81400 85000 91000 64000 568080
Объекты с загрязненными ртутью помещениями 7 8 25 12 9 13 20 14 18 4 130
Демеркуризировано площадей, м 3 660 700 700 740 740 925 760 373 805 350 6005
— концентрация ртути — 0,2—0,4 мг/л, 3-хлорного железа — 0,6 г/л (II).
Концентрацию ртути в растворе определяли экстракционно-фотометрическим методом с индикатором кристаллическим фиолетовым при l = 605 нм на спектрофотометре Бреко1-221 [1].
Р е з у л ь т а т ы. Как показывает практика, концентрация ртути в отработавших демеркуризирующих растворах, поступающих на очистку, находится в диапазоне С0 = 50—100 мг/л. С целью снижения концентрации ртути и содержания сопутствующих примесей в растворе в технологическую схему очистки введена стадия предварительной реагентной обработки с использованием гидролизирую-щихся солей (A1C13 и FeC13 при соотношении Al/Fe = 1/1) с последующим фильтрованием на угольном фильтре для отделения выпавшего осадка. При введении в раствор коагулянта образующиеся гидроксидные хлопья, обладая развитой поверхностью и, в силу этого, высокой способностью адгезии к соединениям ртути, выпадают из раствора.
Установлено, что наименьшая концентрация коагулянта, обеспечивающая максимальное (80—90 %) снижение содержания ртути в исходном растворе, составляет L = 1,0 г/л, причем лучший результат получен при РН =
8,5.
Динамику сорбции ртути из растворов на анионите АН-31 в J -форме проводили на укрупненной лабораторной установке (1 = 50 см; d = 3 см) при скорости подачи раствора (I) W = 14,2 м/ч. Проходя сверху вниз через сорбент, раствор контактирует с аниони-том, обмениваясь с ним анионами:
2R-J- + [HgJ4]2- = 2R-[HgJ4]2- + 2J-.
Установлено, что при данном варианте подачи раствора концентрирование ртути происходит преимущественно в нижнем слое сорбента, причем концентрация ртути в слое близка к равновесной. Концентрирование ртути в нижней части колонки позволяет интенсифицировать процесс за счет организации противоточ-ного или ступенчато-противоточного режима сорбции.
Исследования в противоточном режиме показали, что распределение концентрации ртути по высоте колонки в жидкой и твердой фазах, в зависимости от объема пропущенного раствора, остается практически постоянным. Основные изменения в процессе сорбции происходят на участке колонки протяженностью
30 см. Экспериментально установлено, что выбранные геометрические параметры колонки близки к оптимальным; однако при данном способе подачи раствора увеличивается сопротивление потоку раствора сорбентом, что ведет к уменьшению скорости очистки.
Рассчитанная величина динамической обменной емкости анионита АН-31 в J -форме в исследованном диапазоне концентраций ртути составляла не более 70 мг/г, а проскоковая концентрация ртути на выходе колонки была значительно выше ПДК. Низкая сорбционная эффективность может быть объяснена низкой реакционной способностью ионообменных групп сорбента к находящимся в растворе несорби-руемым формам ртути (Hg0 Hg(OH)2 и т. п.), доля которых в растворе достаточно высока (10 %). В то же время присутствие в очищаемом растворе примесей (органических и неорганических соединений) может приводить к «отравлению» сорбента в процессе сорбции.
Эффективным способом уменьшения содержания несорбированных форм является введение окислителя (полийодида) в фазу сорбента. Возможность использования окислителей при сорбции ртути отмечена в [3]. Наибольшую склонность к образованию полийодидов проявляют, главным образом, органические аммониевые основания; в частности, высокоосновный макропористый анионит АВ-17.
Исследование динамики сорбции ртути на анионите АВ-17 в J3 -форме проводили в лабораторных условиях на колонке (высота слоя ионита 7 см, масса ионита 3,0 г, d = 1 см), исходная концентрация ртути (Со = 0,1—0,3 мг/л) соответствовала концентрации отработавшего демеркуризирующего раствора после проведения коагуляции с последующей фильтрацией на угольном фильтре. Предполагаемые реакции, протекающие в порах сорбента при подаче ртутьсодержащего раствора на колонку приведены ниже:
J2J- 0® J20 + J-, 2
+ 2J20 ® ^4]2-,
HgJ2 ° J- ® ^Г, ^ ^Г ° J- ® [HgJ4]2-.
Основные параметры сорбции ртути определяли исходя из расчета динамических кривых сорбции: С;/С = где С; — концентрация ртути на выходе из колонки в момент времени 1; С0 — исходная концентрация
Т а б л и ц а 2
Расчетные характеристики динамики сорбции ртути макропористым сорбентом АВ-17 в ^ -форме
Исходная концентрация ртути, Сп, мг/л Скорость подачи р-ра на колонку V•10 л/мин Динамическая обменная емкость, ДОЕ • 10-4 моль/л Коэффициент распределения *Р = Cr/Cs Проскоковая концентрация ртути, Спр, моль/л
0,135 4,0 9,04 1350 1,5 • 10-7
0,33 6,0 7,90 1180 4,35 • 10-8
* Ск — концентрация ртути в сорбенте, С3 — равновесная концентрация ртути в растворе.
ртути. Расчетные характеристики динамических кривых процесса сорбции ртути на сорбенте АВ-17 в ]3 -форме представлены в табл. 2.
Установлено, что сорбция ионов ртути в динамических условиях на анионите АВ-17 в }з -форме протекает по внутридиффузионному механизму. Анализ результатов сорбции показывает высокую селективность анионита к ртути (ДОЕ = 8 • 10-4 моль/л), возможность очистки ртутьсодержащих растворов до остаточной концентрации, равной или близкой к
ПДК (5 • 10-4мг/л).
При данной модели сорбции полученные основные характеристики динамики ионного обмена позволили выбрать наиболее устойчивый режим работы сорбционной колонки, определить ее оптимальные размеры (1^ ~10), рассчитать динамическую обменную емкость, время работы сорбента до проскоковой концентрации ртути.
По результатам проведенных исследований предложена технологическая схема очистки отработавших демеркуризирующих растворов от ртути, включающая в себя следующие основные стадии процесса:
— реагентное обезвреживание ртутьсодер-жащих растворов с одновременным извлечением из раствора ртути, веществ-«загрязните-лей», механических примесей;
— отделение выпавшего из раствора осадка на угольном фильтре;
— сорбционная очистка раствора на анио-ните АВ-17 в полииодидной форме.
Испытания на укрупненной установке (1 = 30 см; d = 3 см) сорбционной очистки ртуть-
содержащих технологических и модельных растворов на анионите АВ-17 в J3 -форме показали, что при скорости подачи раствора на колонку W = 0,3 м/ч, производительность процесса составит 72 л/ч.
Очищенный от ртути раствор разбавляют в соответствии с нормативными санитарными требованиями по воде, шлам, обогащенный ртутью, отправляют на захоронение, а отработавший сорбент — на регенерацию.
В ы в о д ы. 1. С целью осуществления процесса сорбционной очистки отработавших демеркуризирующих растворов от ртути показана необходимость проведения реагентной обработки исходных растворов. 2. Установлена эффективность очистки ртутьсодержащих растворов с использованием анионита в форме аниона-окислителя (ДОЕ = 180 мг/л). 3. Предложенная технологическая схема процесса очистки отработавших демеркуризирующих растворов, апробированная на практике, обеспечивает остаточную концентрацию ртути в растворе на уровне ПДКВ.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Марченко 3. Фотометрическое определение элементов. — М.: Мир, 1971.
2. Реми Г. Курс неорганической химии. Т. 1. — М., 1971.
3. Makayma Mario // Talanta. — 1982. — 29, No. 6. — P. 503—506.
Поступила 17.03.06
