Применение подсолнечной лузги в качестве сорбента для очистки природных вод от ионов тяжелых металлов Текст научной статьи по специальности «Промышленные биотехнологии»

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070

ХИМИЧЕСКИЕ НАУКИ

УДК 502.05

Н.В. Громыко

магистрант 2 года обучения инженерного факультета Башкирский государственный университет Г. Уфа, Российская Федерация

ПРИМЕНЕНИЕ ПОДСОЛНЕЧНОЙ ЛУЗГИ В КАЧЕСТВЕ СОРБЕНТА ДЛЯ ОЧИСТКИ ПРИРОДНЫХ ВОД ОТ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ

Аннотация

Получены новые сорбционные материалы на основе лузги подсолнечника и шелухи гречихи. Исследована адсорбционная способность данных растительных сорбентов. Показано, что наибольшей эффективностью обладает материал из лузги подсолнечника, последовательно обработанный концентрированной соляной кислотой и 33%-ным раствором едкого натра.

Ключевые слова

Экология водных ресурсов, лузга подсолнечника, шелуха гречихи, инклюдирование, ионы тяжелых

металлов, адсорбционная способность.

Вода является уникальным растворителем и основой жизнедеятельности человека. Как известно, человеку ежедневно требуется 2-3 литра воды для нормального функционирования организма, но именно чистой воды, незагрязненной различными токсичными веществами [1]. Как следствие, в настоящее время особо остро стоит вопрос о качестве воды, которую мы пьем. Если буквально пятьдесят лет назад мы не знали, что придется покупать воду, это могло бы показаться диковинкой, то сейчас приобретение бутилированной воды - обычное явление.

В последние годы для удаления примесей, растворенных в воде, стали успешно применять сорбционные материалы на основе растительных отходов: скорлупы кокосового и кедрового орехов, шелуха риса, гречихи, древесная щепа, солома и многое другое [2]. Надо сказать, что каждый регион, специализирующийся в выращивании и производстве того или иного сырья имеет огромное количество таких отходов, требующих рациональное применение. В частности в нашей республике велики отходы переработки подсолнечника - лузга. В среднем их величина составляет более 400 т/год, и эта цифра в связи с интенсификацией производства данных важнейших пищевых культур растет ежегодно. Часть отходов идет на производство топливных брикетов, но большая доля просто сбрасывается в отвал, что приводит к экологическим последствиям и экономически невыгодно. Лузга подсолнечника и плодовые оболочки гречихи по своему составу являются хорошим сырьем для получения сорбентов, поскольку основную часть его составляют целлюлоза, лигнин, легко поддающиеся модификации с целью придания полисахаридной матрице сорбционных свойств. Впоследствии идет интенсивное успешное изучение подсолнечной лузги в качестве сорбента для очистки питьевой воды от ионов железа, марганца, меди, встречающихся в наибольших концентрациях в системе водоснабжения. Особая обработка материала делает возможным получить сорбент, позволяющий поглотить до 90% указанных ионов.

Исследования проводились на образцах подсолнечника (лузга) и гречихи (шелуха), выращенных на территории Республики Башкортостан. Для получения сорбентов исходный материал промывали горячей дистиллированной водой (90 0С) с целью удаления водорастворимых компонентов- полисахаридов и полифенолов, после- смесью бензола и этилового спирта (1:1), удаляя тем самым жирорастворимые соединения, красящие пигменты. Полученный материал в дальнейшем замачивали в концентрированной соляной кислоте с последующим инклюдированием 33-% едкого натра в течение 2-х часов при комнатной температуре, либо подвергали низкотемпературной обработке при -20 0С в течение 50 часов, после чего дефростировали перегретым паром при температуре +130 0С. Полученные материалы промывались

МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ИННОВАЦИОННАЯ НАУКА» №1/2016 ISSN 2410-6070

дистиллированной водой до нейтральной реакции промывных вод, высушивались в сушильном шкафу при +80 0С до постоянной массы и измельчались с помощью лабораторной мельницы до фракции 0,3-0, 5мм. Определение сорбционной способности полученного материала по отношению к ионам железа, марганца и меди проводилось с использованием комплексной схемы, разработанной для исследования древесного активированного угля.

Исследования сорбционной способности материалов, полученных на основе растительных отходов, показали, что наибольшей эффективностью обладают материалы из лузги подсолнечника, последовательно обработанные концентрированной соляной кислотой и 33%-ным раствором едкого натра. При этом эффективность сорбции по отношению к ионам железа, марганца, меди составляет соответственно 90,8% 91,5 и 93,5%. Данный образец обладает сорбционной емкостью по иоду и метиленовому голубому, превосходящей таковую для активированного угля на 10 % в обоих случаях. Он может быть рекомендован в качестве сорбционного материала при производстве фильтров для очистки питьевой воды.

Результаты исследований свидетельствуют об эффективности растительного сырья, что открывает широкие возможности производства на его основе экологически безопасных, дешевых сорбентов. Список использованной литературы:

1. Гудков А.Г. «Механическая очистка городских сточных вод», Вологда: ВоГТУ, 2003. —152 с., ил.

2. Онищенко Г.Г. Проблемы питьевого водоснабжения населения России в системе международных действий по проблеме «Вода и здоровье. Оптимизация путей решения» //Питьевая вода Сибири - 2006: материалы III науч.-практ. конф., 18-19 мая 2006г. - Барнаул, 2006.

© Громыко Н.В., 2016