Очистка сточных вод от ионов тяжелых металлов экстрактом коры дуба
Общеизвестно, что тяжелые металлы обладают способностью концентрироваться в экосистеме и поступать в организм человека с питьевой водой и продуктами питания. Одними из наиболее опасных с точки зрения биологической активности и токсических свойств являются соединения никеля, хрома и меди, которые представляют серьезную опасность для поверхностных и грунтовых вод, обладают свойствами токсикантов аддитивного и кумулятивного характера, могут оказывать канцерогенное и мутагенное действие на живые организмы.
Традиционно используемыми способами очистки сточных вод от тяжелых металлов являются реагентная обработка, ионный обмен, а также мембранные методы очистки. Одними из наиболее эффективных являются сорбционные методы. При этом основным недостатком сорбентов является их достаточно высокая стоимость. В этом случае изготовление сорбентов на основе отходов производств является актуальной задачей.
Введение........................................................................................................... 3
1. Литературный обзор.................................................................................... 5
1.1. Водные ресурсы Белгородской области.................................................. 5
1.2. Загрязнение окружающей среды тяжелыми металлами.......................... 6
1.3. Сорбционный метод очистки................................................................... 6
1.4. Использование растительных материалов для очистки сточных вод..... 7
1.5. Использование короотходов.................................................................... 8
Выводы к главе 1 ............................................................................................ 8
2. Объекты исследований……………………………………………………….10
3. Экспериментальная часть.......................................................................... 11
3.1. Влияние рН среды экстрагента на образование осадка экстракции...... 12
3.2. Влияние физико-химических факторов на эффективность очистки
модельных растворов.............................................................................. 12
3.2.1. Влияние объема добавляемого экстракта на эффективность
очистки модельных растворов................................................................ 13
3.2.2. Влияние дисперсности коры дуба на очистку модельных
растворов, содержащих ионы тяжелых металлов вытяжкой коры дуба 14
3.2.3. Влияние щелочной активации при приготовлении вытяжки коры
дуба на эффективность очистки............................................................... 14
3.2.4. Влияние времени приготовления вытяжки на эффективность
очистки..................................................................................................... 15
3.3. Предполагаемый механизм очистки сточных вод, содержащих
тяжелые металлы...................................................................................... 16
Выводы к главе 3........................................................................................... 16
Заключение.................................................................................................... 17
Список использованных источников и литературы..................................... 19
Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Бел-городской области в 2013 г. (Областной доклад). – Белгород, 2014.–С.19 – 42.
2. Состояние окружающей среды и использование природных ресурсов Белгородской области в 2014 г. (Областной доклад). – Белгород, 2015. – С. 18 –
3. Аронбаев С. Д. Биосорбционное концентрирование тяжелых металлов и радионуклидов микроорганизмами и сорбентами на их основе. Обзор // Мо-лодой ученый. – 2015. – №24. – С. 31-50. – URL https://moluch.ru/archive/104/24228/ (дата обращения: 20.03.2018).
4. Смирнов Д.Н. Очистка сточных вод в процессах обработки металлов / Д.Н. Смирнов, В.Е. Генкин – М.: Металлургия, 1980. – 195 с.
5. Пат. 2317129 Российская Федерация, МПК51 B01D24/14, BO1D24/48, C02F1/52. Устройство для очистки воды и сточных вод / Васильев Б.В.,
Новиков М.Г., Евельсон Е.А., Трухин Ю.А., Нефедова Е.Д.; заявитель и па-тентообладатель: Государственное Унитарное Предприятие "Водоканал Санкт-Петербурга" – № 2006125908/15; заявл. 17.07.06; опубл. 20.02.2008. Бюл. № 5. – 6 с.
6. Карнаухов А.П. Адсорбция. Текстура дисперсных и пористых материалов. – Новосибирск: Наука; – Сиб. отд. РАН, 1999. – 470 с.
7. Сергиенко В.И. Возобновляемые источники химического сырья: комплексная переработка отходов производства риса и гречихи / В.И. Сергиенко, Л.А. Земнухова, А.Г. Егоров // Журнал рос. хим. общества им. Д.И. Менделеева. – 2004. – Т. 48. – № 3. – С. 116 – 124.
8. Комарова, Д.С. Исследование сорбции ионов меди (II) сорбентов из стеб-лей топинамбура. /Д.С. Комарова, Т.Е. Никифорова // NovaInfo. 2016. № 41-1.
9. Петров B.C. Технология сорбентов и других угольных материалов из отходов растительного происхождения / B.C.Петров, Ю.Я.Симкин, O.K.Крылова // Химия в интересах устойчивого развития. – 1996. – Т. 4. – № 4-5. – С. 389-394.
10. Багаува А.И. Возможность использования экстракта коры дуба для очистки вод от ионов тяжелых металлов / А.И. Багаува, С.В. Степанова, И.Г. Шайхиев // Журнал «Экология и промышленная безопасность». – 2010. – № 3. – С. 13–14.
11. Демяновский С.Я. Курс органической и биологической химии // М.: «Советская наука». – 1952 г. – 546 с.
12. Чичибабин А.Е. Основные начала органической химии. // М.: Государ-ственное научно-техническое издательство химической литературы. – 1958 г. – 670 с.
13. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. – 448 с.
Утилизация коры – одна из важных проблем в свете решения задачи комплексного использования древесного сырья. Кора используется в ограниченных масштабах. На лесопильно- деревообрабатывающих предприятиях она в основном вывозится на свалки, что приводит к крайне нежелательным последствиям (пожароопасности, загрязнению окружающей среды). Кроме того, неизбежны затраты на вывозку коры [10].
В качестве основных направлений использования отходов деревопереработки и короотходов можно рассматривать их сжигание, использование в качестве субстрата для получения удобрений, для мульчирования почв, изготовления сухой подстилки для скота, приготовления кормовых продуктов, получения дубильных экстрактов, использование в производстве строительных материалов и древесных плит, для получения сорбентов [11].
Можно сделать вывод, что дуб черешчатый (Quercus robur) обладает наибольшей эффективностью при удалении из сточных вод ионов тяжелых металлов. В дальнейшем исследования проводились с экстрактом коры дуба вида Quercus robur.