CC BY
16ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
НОВАЯ ТЕХНОЛОГИЯ ОЧИСТКИ ВОДНЫХ СРЕД ОТ ЗАГРЯЗНЕНИЯ РТУТЬЮ Никитин Е.Б.1, Бартенева Т.Е.2
1Никитин Евгений Борисович - доктор ветеринарных наук, профессор;
2Бартенева Тамара Евгеньевна - магистр биотехнологии, кафедра химических и биологических технологий, Инновационный Евразийский университет, г. Павлодар, Республика Казахстан
Аннотация: в статье анализируется возможность создания инновационной экономически выгодной технологии глубокой очистки водных сред от ртути до уровня 1-10 частей на триллион, которая будет апробирована для очистки объектов озера Былкылдак в районе Павлодара.
Ключевые слова: ртуть, серебро, наночастицы, водные среды, иммобилизация, сорбенты, кремнезем.
Объектом исследования явились вода и донные отложения озера Балкылдак Павлодарской области, загрязнённые ртутьсодержащими отходами.
Цель работы - создание инновационной экономически выгодной технологии глубокой очистки водных сред от ртути до уровня 1-10 частей на триллион, которая будет апробирована для очистки объектов озера Былкылдак в районе Павлодара.
Пробоподготовка и анализ проводился в соответствии с SOP (Standart Operation Procedure) по требованиям группы стандартов ISO.
Анализ образцов воды проводился с использованием масс-спектрометра марки Optimal Emission Spectrometer Optima 2100 DV (Perkin Elmer) с различной длиной волны. Перед анализом в каждый образец добавляли по 2 капли концентрированной азотной кислоты для консервирования.
Перед анализом проб проводили калибровку стандарт - титром раствора ртути в разведениях 0, 2мг/л, 5 мг/л, 10 мг/л, 20 мг /л. После калибровки прибора исследовали образцы воды на количественное содержание ртути.
Было подтверждено, что в пробе № 1 содержание ртути превышает ПДК в более 280 раз для сточных вод, и более чем в 2000 раз ПДК для питьевых и поверхностных вод.
Анализ динамики миграционных особенностей ртути проводили с использованием прибора ICP (Optimal Emission Spectrometer, Parkin Elmer Optima 2100 Dv).
В настоящее время в Казахстане не разработаны ПДК для содержания ртути в донных отложениях, поэтому для сравнения мы использовали ПДК содержания ртути в почве, которая составляет 2,1 мг/л Hg [6].
Для анализа проб использовали следующие разведения растворов металлов: 0,5 мг/л, 1 мг/л, 2 мг/л, 5 мг/л, 10 мг/л. в 3 повторах. Для сравнения с ПДК использовали среднюю
арифметическую концентрацию содержания металла в воде и донных отложениях. Были определены следующие виды металлов: Li, Сг, Fe, Са, Л8, Sc. [1,3]
Результаты исследований показали, что в пробах воды и данных отложений наблюдается повышенное содержание железа и кальция. Согласно данных содержание железа и кальция в озере Былкылдак превышают их ПДК в несколько раз. Наличие данных металлов объясняется их использованием в процессе электролитического производства.
Присутствие остальных металлов объясняется такими же причинами. Все указанные металлы в различной степени являются отходами производства. Их количество в определенных пробах превышает их ПДК.
Было установлено, что наблюдается уменьшение содержания всех металлов по слоям глубины. Данный результат закономерен в стоячем водоеме, т.к. вымывания из озера не происходит. Донные отложения выполняют фильтрационную функцию, о чем свидетельствует максимальная концентрация всех металлов в верхнем почвенном слое донных отложений. Вероятно, что верхний слой донных отложений является буфером между сточными водами и более глубокими слоями, который аккумулирует все загрязняющие вещества. Однако наблюдается разница в распределении металлов в пробах воды и седиментов.
На основе изучения различных модификаций процессов удаления ртути из водных сред был испытан способ удаления ртути с помощью модифицированных угольной золой природных цеолитов.
Были изучены свойства двух синтетических модифицированных цеолитов (Уголь + НЧ Ag) и их способность к селективному удалению ртути (Н£) из сточных вод [5].
Цеолиты были предварительно обработаны AgNOз, затем термически обработаны и промыты МаВИ4.
Снимок поверхности K-CFA с использованием метода SEM показал адсорбцию НЧ Ag на поверхности сорбента (рис. 1). Гранулы наночастиц имеют различный объем, однако одинаковую форму - в виде шариков, что может быть более активно устойчивой и «улавливающей» формой для ртути в воде [8].
Рис. 1. Микрофотография синтетического цеолита, модифицированного, уголь + НЧAg
Была изучена способность двух видов цеолитов адсорбировать ртуть из раствора. Физико-химические свойстива поверхности 2 видов цеолитов K-CFA и K-ZFA были изучены методом XPS [10] на определение функциональных групп на их поверхности. Установлены следующие функциональные группы (таблица 1).
Функциональные группы K-CFA K-ZFA
Na2O 0.67 4.44
Al3O3 25.76 30.88
SiO2 49.80 32.48
CaO 2.79 2.39
Fe2O3 16.07 23.06
Для анализа способности цеолитов к адсорбции ртути из сточных вод было проведено исследование на модельных растворах с концентрацией 10300 нг/г, с рИ=1.98; Соп±=2.68 ш8/сш (ИяСЬ) и рН=1.94; Cond/=2.65 ш8/сш (И2О) (Таблица 2).
Таблица 2. Результаты адсорбции ртути из модельных растворов синтетическими
цеолитами
Тип адсорбента Концентрация ртути в растворе после 24 часов адсорбции (нг/г) % адсорбции ртути (%)
M-CFA 9400 8,74
9570 7,09
K-CFA 9901 3,87
9899 3,89
M-ZFA 3070 70,19
3434 66,66
K-ZFA 2528 75,46
2216 78,49
Результаты показывают, что цеолит из изученных образцов наилучшую адсорбционную способность показали цеолиты M-ZFA и K-ZFA. Цеолиты M-CFA и K-CFA показали худшую способность к адсорбции ртути.
Адсорбционная способность цеолитов далее была апробирована на прототипе установки по удалению ртути из воды.
Список литературы
1. Li P. et al. Human inorganic mercury exposure, renal effects and possible pathways in Wanshan mercury mining area, China. Environmental Research, 2015. 140: P. 198-204.
2. Doker S. and Bo§gelmez 1.1. Rapid extraction and reverse phase-liquid chromatographic separation of mercury(II) and methylmercury in fish samples with inductively coupled plasma mass spectrometric detection applying oxygen addition into plasma. Food Chemistry, 2015. 184: P. 147-153.
3. Kwon S.Y. et al. Isotopic study of mercury sources and transfer between a freshwater lake and adjacent forest food web. Science of The Total Environment, 2015. 532: P. 220229.
4. Ullrich S.M. et al. Mercury distribution and transport in a contaminated river system in Kazakhstan and associated impacts on aquatic biota. Applied Geochemistry, 2007. 22(12): P. 2706-2734.
5. Hsiao H.-W.,. Ullrich S.M and Tanton T.W. Burdens of mercury in residents of Temirtau, Kazakhstan: II: Verification of methodologies for estimating human exposure to high levels of Hg pollution in the environment. Science of The Total Environment, 2011. 408 (19): P. 4033-4044.
6. Heaven S. et al. Mercury in the River Nura and its floodplain, Central Kazakhstan: I. River sediments and water. Science of The Total Environment, 2000. 260 (1-3): P. 35-44.
7. Yin B. et al. Electrochemical Synthesis of Silver Nanoparticles under Protection of Poly(N-vinylpyrrolidone). The Journal of Physical Chemistry B, 2003. 107(34): P. 88988904.
8. Jung Y.K.,. Kim J.I. and Lee J.-K. Thermal Decomposition Mechanism of Single-Molecule Precursors Forming Metal Sulfide Nanoparticles. Journal of the American Chemical Society, 2010. 132(1): P. 178-184.
9. Jia H. et al. Preparation of silver nanoparticles by photo-reduction for surface-enhanced Raman scattering. Thin Solid Films, 2006. 496(2): P. 281-287.
10. Kumar A., Aerry S. and Goia D.V. Preparation of concentrated stable dispersions of uniform Ag nanoparticles using resorcinol as reductant. Journal of Colloid and Interface Science, 2016. 470: P. 196-203.
ПРИНЦИП РАБОТЫ И ТИПОВАЯ СТРУКТУРА СРЕДСТВ УПРАВЛЕНИЯ СОБЫТИЯМИ БЕЗОПАСНОСТИ ИНФОРМАЦИИ Золотухин А.В.1, Тимохович А.С.2
1Золотухин Алексей Витальевич - специалист, направление: информационная безопасность телекоммуникационных систем; 2Тимохович Александр Степанович - кандидат педагогических наук, доцент; кафедра безопасности информационных технологий, институт информатики и телекоммуникаций Сибирский государственный университет науки и технологий им. академика М. Ф. Решетнёва,
г. Красноярск
Аннотация: в статье описано одно из перспективных направлений в области информационной безопасности - средства управления событиями безопасности информации (SIEM), а также показана его типовая структура.
Ключевые слова: средства управления событиями безопасности информации, SIEM, типовая структура, AlienVault OSSIM.
SIEM совмещает системы управления информационной безопасностью (SIM) и управления событиями безопасности. Первая фокусируется на анализе и оповещении по данным журнала событий и долговременного хранилища, действие второй направлено на анализ в реальном времени и корреляцию. SIEM способна выявлять:
1) сетевые атаки во внутреннем и внешнем периметрах;
2) вирусные эпидемии или отдельные вирусные заражения, неудаленные вирусы, бэкдоры и трояны;
3) попытки несанкционированного доступа;
4) попытки фрода и мошенничество;
5) уязвимости, локальные ошибки и сбои в работе информационных систем;
6) ошибки конфигураций в средствах защиты и информационных системах [1]. На рисунке 1 (типовая структура средства управления событиями безопасности
информации) представлены источники для записей системного журнала: маршрутизаторы, серверы, межсетевые экраны, приложения и т.д. AlienVault, к примеру, использует «Сенсоры», которые следят за определенной частью сети и
