CC BY
80
его производных /Л.Ф.Горовой, В.Н.Косяков // В кн.: Хитин и хитозан. Получение, свойства и применение.- М.: Наука, 2002.-368с.- С.217-246. 4. Грег, С. Адсорбция, удельная поверхность, пористость / С.Грег, К.Синг.-М.: Мир, 1970.- 408с.
СОРБЦИОННЫЕ СВОЙСТВА МОДИФИЦИРОВАННОГО БЕНТОНИТА
Буланкова С.Р.
Резюме
Проведено сравнительное исследование удельной поверхности бентонита и «Модибента», их сорбционных свойств в отношении кадмия и свинца в отдельности и в сочетании при дозах 1-10 ПДК. Установлено преимущество «Модибента».
SORPTIONAL PROPERTIES OF THE MODIFICATED BENTONITE
Bulankova S.R.
Summary
The active surfaces of bentonite and «Modibent» were investigated. Sorptional properties concerning cadmium and lead are studied for each element and their combination in dozes 1 - 10 MAL. Established that «Modibent» is a preferable sorbent.
УДК 619.615.9:549.25/28
МАКСИМАЛЬНАЯ СОРБЦИЯ ЦИНКА И СВИНЦА БЕНТОНИТОМ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ pH
Буланкова С.Р.
ФГБУ «Федеральный центр токсикологической, радиационной и биологической безопасности», г. Казань
Ключевые слова: бентонит, цинк, свинец, рИ, сорбция.
Key words: bentonite, zinc, lead, pH, sorption.
Катионно-обменные свойства слоистых алюмосиликатов изучены достаточно хорошо. В наших исследованиях сравнительное изучение высокодисперсных (2-6 мкм) минеральных сорбентов in vitro и in vivo показало преимущество бентонита в отношении сорбции свинца и кадмия.[1] Для эффективного применения бентонита в рационах животных
с целью профилактики отравлений тяжелыми металлами необходимы сведения о максимальной сорбции металлов при различных pH среды.
Целью исследований являлось изучение максимальной сорбции бентонитом свинца и цинка в кислой, нейтральной и щелочной среде, а также при последовательных изменениях pH от 2,0 до 8,0, что соответствует значениям кислотно-щелочного градиента в условиях желудочно-кишечного тракта животных.
Материалы и методы. Для исследований использовали бентонит с дисперсностью частиц 2-6 мкм и удельной поверхностью 1783,6 м /г. Изучение сорбционных характеристик в отношении свинца и цинка провели методом Горового Л.Ф. и Косякова В.Н. (2002). Каждое определение проводили на 5 параллельных пробах. Содержание свинца и цинка в пробах определяли методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На основе полученных результатов рассчитали сорбцию элементов на 1 кв. м удельной поверхности сорбента. Схема проведения экспериментов представлена в табл.1.
1. Схема проведения экспериментов
Вариант Условия эксперимента (перемешивание 30 мин при 20 С + промывание 2 раза по 100 мл Н2О + сжигание + спектрометрия
1 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мл Н2О (pH = ,0)
2 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мл Н2О + HCl (pH = 2,0)
3 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мл Н2О + HCl (pH = 2,0) перемешивание 30 мин + Ка OH до pH = 8,0 и перемешивание 30 мин
4 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мл Н2О + Ка OH (pH = 8,0)
5 Контроль по 2п: 100 мг 2п + 100 мл Н2О (pH = 7,0)
6 1г бентонита + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О (pH = 7,0)
7 1г бентонита + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + HCl (pH = 2,0)
8 1г бентонита + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + HCl (pH =2,0) перемешивание 30 мин + Ка OH до pH =8,0 и перемешивание 30 мин
9 1г бентонита + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + Ка OH (pH =8,0)
10 Контроль по РЬ: 100 мг РЬ + 100 мл Н2О (pH =7,0)
11 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О (pH =7,0)
12 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + HCl (pH =2,0)
13 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + HCl (pH =2,0) перемешивание 30 мин + Ка OH до pH =8,0 и перемешивание 30 мин
14 1г бентонита + 100 мг 2п + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О + Ка OH (pH =8,0)
15 Контроль по 2п и РЬ: 100 мг 2п + 100 мг РЬ + 100 мл Н2О (pH =7,0)
Результаты исследований. Проведенные исследования показали, что цинк в кислой и нейтральной среде максимально сорбируется бентонитом в пределах 4,345 - 4,362 мг/г (табл.2).
При последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция цинка повышается в 3 раза, а в щелочной среде (вариант 4) установлена
максимальная сорбция цинка - 29,730 мг/г. Следовательно, бентонит связывает цинк, в основном, в кишечнике животных.
2. Максимальная сорбция цинка и свинца бентонитом при различных
значениях pH
Вариант Металлы Сорбция
мг/г мкг/м2
1 2п 4,362 2,446
2 2п 4,345 2,436
3 2п 12,587 7,057
4 2п 29,730 16,668
5 Контроль - -
6 РЬ 1,751 0,982
7 РЬ 53,502 29,996
8 РЬ 2,209 1,238
9 РЬ 2,565 1,438
10 Контроль - -
11 РЬ 96,484 54,095
2п 21,191 11,881
12 РЬ 62,500 35,041
2п 27,597 15,473
13 РЬ 12,825 7,190
2п 33,613 18,845
14 РЬ 49,042 27,496
2п 33,047 18,528
15 Контроль - -
В отношении свинца максимальная сорбция установлена при pH = 2,0 - 53,502 мг/г. В нейтральной, щелочной среде, а также при последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция свинца минимальна и составляет 1,751 - 2,565 мг/г. Это означает, что свинец связывается с бентонитом в желудке животных, но по мере изменения pH в щелочную сторону значительная часть адсорбированного свинца освобождается.
Изучение сочетанной сорбции цинка и свинца при одинаковой концентрации показало, что максимально бентонит связывает свинец при pH = 7,0 - 96,484 мг/г. При этом сорбция цинка также высока - 21,191 мг/г. В кислой среде (pH = 2,0) сорбция свинца снижается до 62,500 мг/г, а цинка повышается до 27,597 мг/г.
При последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция свинца снижается в 5 раз и составляет 12,825 мг/г, тогда как сорбция цинка достигает своего максимума - 33,613 мг/г.
Сочетанная сорбция свинца и цинка при их одинаковой концентрации в щелочной среде составляет для РЬ - 49,042 и для -33,047мг/г. Следовательно, в условиях желудочно-кишечного тракта
животных бентонит активизируется на фоне присутствия различных тяжелых металлов и может быть эффективным сорбентом катионов токсичных элементов.
Заключение. Результаты исследований показали, что бентонит при изменении pH среды связывает свинец и цинк с различной интенсивностью. Установлены оптимальные параметры pH для свинца -
2.0, а цинка - 8,0. Сочетанная сорбция тяжелых металлов в целом повышает активность бентонита. Полученные сведения имеют определенную ценность при практическом использовании бентонита в рационах животных с целью профилактики отравлений животных солями тяжелых металлов.
ЛИТЕРАТУРА: 1. Буланкова С.Р., Изыскание сорбентов для
нейтрализации тяжелых металлов /С.Р.Буланкова, Р.У.Бикташев, С.А.Софронова, В.А.Конюхова // Материалы междунар. науч-практ. конф., посвящ. 50-летию ФЦТРБ - 8-10 декабря 2010, Казань - С. 15-16. 2. Горовой Л.Ф. Сорбционные свойства хитина и его производных /Л.Ф.Горовой, В.Н.Косяков// В кн.: Хитин и хитозан. Получение, свойства и приминение.- М.: Наука, 2002.-368с. - С. 217 - 246.
МАКСИМАЛЬНАЯ СОРБЦИЯ ЦИНКА И СВИНЦА БЕНТОНИТОМ ПРИ
РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ pH
Буланкова С.Р.
Резюме
Проведено исследование максимальной сорбции цинка и свинца бентонитом при рН = 2,0; 7,0; 8,0 и последовательном изменении рН с 2,0 до 8,0. Максимум сорбции цинка отмечен при рН = 8,0; свинца при рН =
2.0. Изучены особенности сочетанной сорбции цинка и свинца.
MAXIMAL SORPTION OF ZINC AND LEAD BY BENTONITE AT VARIOUS
MEANING OF pH
Bulankova S.R.
Summary
The maximal sorption of zinc and lead is studied for bentonite at pH = 2,0; 7,0; and 8,0. The optimum for zinc is at pH = 8,0 and for lead -2,0.
