Сорбция ионов меди (II) на различных материалах в модельных условиях

ВВЕДЕНИЕ………………………………………………………………….. 5
1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………………… 7
1.1 Тяжелые металлы ………………………………………………….….. 7
1.2 Формы существования тяжелых металлов в водных растворах….… 8
1.3 Методы очистки воды от тяжелых металлов ……..…………………. 12
1.3.1 Физические методы очистки воды …………………………...... 13
1.3.2 Химические методы очистки воды ………………………...….. 16
1.3.3 Физико-химические методы очистки воды……………………. 19
1.3.4 Сорбционные методы очистки воды…………………………… 24
1.3.5 Метод ионного обмена. Типы ионитов………………………… 35
1.3.5.1 Закономерности ионного обмена………………….……….. 42
1.3.5.2 Кинетика ионного обмена……………………………..……. 47
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ……………………………………… 55
2.1 Реагенты и оборудование …………………………………………… 55
2.1.1 Реагенты…...…………………… ……………………………… 55
2.1.2 Оборудование ………………..………………………………… 55

2.2 Объекты исследования ……………………………...………………. 55
2.3 Методика проведения эксперимента ………………………………. 58

2.3.1 Приготовление модельного раствора ………………….………. 59
2.3.2 Получение кинетических кривых и определения адсорбции… 59
2.3.3 Определение концентрации ионов Cu (II)……………...……… 59

2.3.4 Определение порядка реакции………………………………….. 60
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЯ ………………………………… 61
3.1 Исследование кинетики адсорбции ионов Cu (II) на алюмосиликатных сорбентах …………..…..………………………………
61
3.2 Исследование кинетики адсорбции ионов Cu (II) на
активированных углях …..…………………………………….……………
64
3.3 Исследование кинетики адсорбции ионов Cu (II) на ионообменных смолах…………………………………..……………….
70
3.4 Эффективность сорбентов различной химической природы для удаления ионов Cu(II) в модельном растворе …………………..…
72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ…………………………………………….……………….. 75
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ…………………………... 76

Весь текст будет доступен после покупки

На территории Российской Федерации находится большое количество запасов пресных вод – это реки и озера. Однако практически все они загрязнены вредными веществами. К числу наиболее опасных загрязнителей окружающей среды относятся ионы тяжелых металлов. Медь является одним из распространенных тяжелых металлов, которая относится к 3 классу опасности. Основными источниками поступления ионов Cu (II) в природные воды являются сточные воды предприятий химической и металлургической промышленности, шахтные воды. Это происходит из-за регулярной добычи меди, плавки, производства латуни и гальваники, а также в результате коррозии медных трубопроводов и других сооружений, используемых в системах водоснабжения. Следовательно, из-за частоты использования меди в промышленности, необходимо контролировать поступление ионов Cu (II) в окружающую среду.
Контроль загрязнений вод в нашей стране осуществляется на основании Федерального закона «Об охране окружающей среды», который предусматривает ответственность за загрязнение водных объектов. Разработан ряд нормативных документов, регулирующих общие правила рационального использования водных ресурсов, права, обязанности и ответственность водопользователей, контроль использования. По нормам СанПин ПДК ионов Cu (II), для водоемов хозяйственно-питьевого назначения составляет 1,0 мг/л, для рыбохозяйственных водоемов 0,001мг/л [1].

Весь текст будет доступен после покупки

1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1.1 Тяжелые металлы

Органические и неорганические загрязнения в растворенном виде присутствуют в подземных и поверхностных водах. В результате развития человеческой деятельности, роста инфраструктуры и промышленности, выбросы вредных веществ в окружающую среду увеличиваются с каждым годом. Когда эти опасные химические вещества и элементы попадают в водоемы, они негативно влияют на их санитарное состояние. Нефтепродукты, фенолы и ионы тяжелых металлов являются наиболее распространенными загрязнителями. Металлы, особенно тяжелые, представляют особый интерес для органов контроля качества.
Органические соединения, попадая в окружающую среду подвергаются биологическим и физико-химическим воздействиям. В результате чего, соединения распадаются за весьма короткий срок и образуют промежуточные продукты. Данные вещества зачастую оказываются еще более токсичными загрязнителями, чем исходные вещества, в результате чего система подвергается вторичному химическому загрязнению. В присутствии нефтяных углеводородов токсичность других загрязняющих веществ, в частности металлов, проявляется в большей степени [2].
Тяжелыми металлами называют химические элементы с удельным весом выше 5 г/см? или атомной массой более 40. Некоторыми из наиболее токсичных тяжелых металлов являются свинец, кобальт, кадмий, медь, никель, цинк, марганец и другие. В связи с этим возникает неотложная потребность в глубокой очистке и доочистке отработанных промышленных сточных вод перед их использованием в хозяйственно-питьевых целях, а также перед сбросом в рыбоводные водоемы [2].

Весь текст будет доступен после покупки

1. СанПиН 2.1.4.1074 - 01 "Питьевая вода и водоснабжение населенных мест".
2. Бочкарев, Г.Р. Комбинированная технология извлечения ионов тяжелых металлов из техногенных растворов и сточных вод / Г.Р. Бочкарев, Г.И. Пушкарева, А.И. Маслии?, А.Г. Белобаба // Цветные металлы, – 2008. – No 1. – С. 19–22.
3. Курс неорганическои? химии, т. 2, /Реми Г. // М.: Мир, – 1966, – С. 836
4. Калюкова E.H. Свои?ства металлов и их соединении? / Учебное пособие. Ульяновск, 2009, 156 с.
5. Стайлс В. Микроэлементы в жизни растений и животных, М., 1949, 145 с.
6. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитическои? химии, М.: Химия, 1989. 448 с.
7. Подчайнова В.Н., Симонова Л.Н. Медь (аналитическая химия элементов), М.: Наука, 1990, 279 с.
8. Боковикова, Т.Н. Концентрирование и извлечение следов металлов из природных и сточных вод / Т.Н. Боковикова, Л.А. Марченко, А.С. Шабанов // Успехи современного естествознания, – 2001. – No 9. – С. 88.
9. Минаков, В.В. Новые технологии очистки от нефтяных загрязнении? / В.В. Минаков, С.М.Кривенко, Т.О. Никитина // Экология и промышленность России, – 2002. – No 5. – С. 7–9.
10. Катраева, И.В. Современные анаэробные аппараты для очистки концентрированных сточных вод / И.В. Катраева // Известия КазГАСУ, - 2011. - No2 (16). – С. 179-184.
11. Ильин С.В. Разработка технологических решении? по очистке промышленных сточных вод до предельно допустимых концентрации? / В.И. Ильин // Экология промышленного прозводства, - 2011. – С. 66-68.
12. A.C. 1291549 МКИ С02 F 1/ 62. Способ очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. / Б.Н.Ровут. // опубл. 23.02.87.
13. Теплая, Г.А. Тяжелые металлы как фактор загрязнения окружающей среды / Г.А. Теплая // Астраханский вестник экологического образования. - 2013. - № 1. - С. 182-192. - (20)
14. Изучение сорбционных свойств природных сорбентов по отношению к ионам меди (ІІ) E. / Ф. Лозинская, Т. Н. Митракова, н. А. Жиляева //– 2013.
15. Патент РФ № 2000130511/28, 27.08.2006 Cпособ осаждения ионов тяжелых металлов из водных растворов // Патент России № 2113519. 2006 / Воропанова Л.А., Кузнецов О.К., Куликова Е.А.
16. Алыков, Н.М. Сорбционное удаление из воды ионов тяжелых металлов / Н.М. Алыков, А.В. Павлова, К.З. Нгуэн // Безопасность жизнедеятельности, – 2010. – No 4. – С. 17–20.
17. Смирнов, А.Д. Сорбционная очистка воды / Смирнов А.Д. // – Л.: Химия, – 1982. – С.168.
18. Бухарева, Е.А. Исследование сорбционных свои?ств материала на основе полиэтилентерефталата для очистки сточных вод от нефтепродуктов и ионов тяжелых металлов / Е.А. Бухарева, Е.А. Татаринцева, Л.Н. Ольшанская // XXI век: итоги прошлого и проблемы настоящего, - 2014. - No1(17). – С. 118-122.
19. Бухарова, Е.А. Применение сорбента из отходов термопластов для обеспечения экологическои? безопасности водных объектов / Е.А. Бухарова, Е.А. Татаринцева, Л.Н. Ольшанская // Известия ЮФУ, - 2014. - No9(158). – С. 232-238.

Весь текст будет доступен после покупки