90230

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ Sr2+ ИЗ РАСТВОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРООРГАНИЗМОВ

Научная статья

Химия и фармакология

Соли и соединения стронция относятся к малотоксичным веществам, однако при избытке стронция поражаются костная ткань, печень и мозг. Будучи близким к кальцию по химическим свойствам, стронций резко отличается от него по своему биологическому действию.

Русский

2015-06-01

23.59 KB

0 чел.

УДК 579.26

О.И.Бахирева, А.А. Ананко

ИЗУЧЕНИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ ИОНОВ Sr2+ ИЗ РАСТВОРОВ С ПРИМЕНЕНИЕМ МИКРООРГАНИЗМОВ

Пермский национальный исследовательский

политехнический университет

Соли и соединения стронция относятся к малотоксичным веществам, однако при избытке стронция поражаются костная ткань, печень и мозг. Будучи близким к кальцию по химическим свойствам, стронций резко отличается от него по своему биологическому действию. Избыточное содержание этого элемента в почвах, водах и продуктах питания вызывает «уровскую болезнь» у человека и животных – поражение и деформацию суставов, задержку роста и другие нарушения.

При  утечках топлива из реактора происходит выброс не только стронция, но и кальция. Причем его количество в миллионы раз больше количества выброшенного стронция, и отделить их друг от друга чрезвычайно сложно.

Решением проблемы могло бы стать применение высокоселективных неорганических сорбентов, способных избирательно поглощать из водных растворов стронций. В настоящее время у нас в стране и за рубежом ведутся многочисленные работы в этом направлении. Наиболее высокими характеристиками из описанных и испытанных материалов обладают сорбенты на основе манганатов натрия-калия и монотитаната натрия. Эти материалы имеют сорбционную емкость по стронцию до 50 мг/г сорбента и могут быть использованы для очистки растворов со значительной минерализацией (5,6 г/л по натрию и 0,2 г/л по кальцию). Недостатком способов обработки на основе таких материалов является недостаточная эффективность очистки. [1]

Распространенная пресноводная одноклеточная водоросль может помочь в ликвидации последствий экологических катастроф. Водоросль, о которой идет речь - Closterium moniliferum, - принадлежит к отряду десмид, известных своей необычной изогнутой формой. На фоне своих собратьев этот конкретный вид выделяется необычной способностью удалять из воды, в которой обитают его представители, стронций.

Именно в задаче разделении кальция и стронция может пригодиться C. moniliferum. Эти водоросли имеют уникальную свойство в процессе роста синтезировать внутри себя кристаллы барита. Последний содержит барий, извлекаемый водорослями из воды. А так как стронций по своим физическим свойствам находится как раз между кальцием и барием, то стронций тоже поглощается водорослью, а вот кальций - уже нет.

Целью данного исследования является устранение недостатков и создание более эффективного процесса сорбционной очистки воды, загрязненной ионами стронция.

В процессе работы было установлено, что высокодисперсный ватерит – метастабильная модификация CaСО3 – может выступать как эффективный сорбент ионов Sr2+ из нейтральных водных растворов. Сорбция протекает в две стадии: первая связана с адсорбцией ионов стронция на активных поверхностных центрах; во второй происходит объёмный необратимый захват ионов стронция при переходе ватерита в кальцит по перекристаллизационному механизму.[2]

Однако, как показало исследование, сорбция стронция на первом этапе низкая. Можно предположить, что по отношению к катионам Sr2+ на первой стадии сорбционно активна не вся поверхность ватерита, а только небольшая её часть.

В статических и динамических условиях исследован наиболее перспективный для сорбции стронция оксигидратный сорбент марки ИСМ – S состава (Na,K)xMnO2, синтезированный на кафедре Химии и биотехнологии ПНИПУ. Исследования показали, что предельная ёмкость насыщения ИСМ – S в условиях динамики по стронцию достигает 0.32 , а по кальцию – 0.64 ; в условиях статики предельная ёмкость по стронцию – 0.244 , а по кальцию – 0.31 .

Выделенная ранее культура микроорганизмов из проб воды реки Тулва (г. Оса Пермский край), где ранее проводились ядерные взрывы, имеет основные характеристики культуры, приведенные в таблице.

Морфологические признаки микроорганизмов

Харак-тери-стика

Оптиче-ские

св-ва

Цвет

Форма

Поверх-ность

Профиль

Край

Куль-тура

Т1

Полупро-зрачные, блестящие

Желто-бежевый

Круглая, сросшиеся между собой

Гладкая

Выпуклый

Ровный

Установлено, что выделенная культура микроорганизмов способна к активному росту в присутствии высоких концентраций ионов Sr2+ и Са2+, а также может аккумулировать их ионы, проявляя большую толерантность к стронцию.

В дальнейшем планируется проведение дополнительных опытов, устанавливающих роль выделенной культуры микроорганизмов при регенерации сорбента ИСМ – S, а также опыты с целью идентификации микроорганизмов.

Список литературы

  1.  Патент РФ № 2007133615/06, 10.09.2007. Грызлов Б.В., Петрик В.И. Способ очистки жидких радиоактивных отходов // Патент России № 2345430 С1. 2009. Бюл. №3.
  2.  С.С. Бердоносов, Д.Г. Бердоносова, И.В. Знаменская. Сорбция 90Sr и 90Y карбонатом кальция в модификации ватерит // Радиохимия. – 2003. – Т.45, № 6. – С. 553 – 555.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

11767. Транспортна задача лінійного проґрамування 656.5 KB
  Транспортна задача лінійного проґрамування. Математична та змістовна постановка транспортної задачі. Методи знаходженння початкового опорного плану транспортної задачі. Метод потенціалів. Розвязування транспортних задач з ускладненнями в постановці....
11768. НЕЛІНІЙНЕ ПРОГРАМУВАННЯ. ГРАФІЧНИЙ МЕТОД 609.85 KB
  на тему НЕЛІНІЙНЕ ПРОГРАМУВАННЯ. ГРАФІЧНИЙ МЕТОД. Мета роботи: ознайомлення з задачами нелінійного програмування набуття навиків їх розвязку та аналізу графічним методом вивчення та оволодіння навичками адресації та роботи з формулами в таблицях в Еxcel вивчення т
11769. Розв’язання лінійних оптимізаційних задач за замовленням та при умовних вхідних даних 132.69 KB
  Звіт до лабораторної роботи № 6 Розвязання лінійних оптимізаційних задач за замовленням та при умовних вхідних даних. з курсу Математичні методи дослідження операцій Мета роботи: Вивчити методологію розвязання задач з призначенням критері
11770. Розв’язання транспортних задач лінійного програмування 87.87 KB
  Звіт до лабораторної роботи № 7 Розвязання транспортних задач лінійного програмування. з курсу Математичні методи дослідження операцій Мета роботи: Вивчити особливості розвязування транспортних задач за допомогою Solver. 1.1 Теоретичні відомості. П
11771. Розв’язання та аналіз задач булевого програмування за допомогою Excel 86.2 KB
  Звіт до лабораторної роботи № 9 Розвязання та аналіз задач булевого програмування за допомогою Excel з курсу Математичні методи дослідження операцій Мета роботи: Вивчити метод розвязання задач булевого програмування в Solver. Теоретичні відомості. Рішен...
11772. Розв’язання цілочисельних задач ЛП за допомогою Excel. Графічне представлення та порівняння розв’язків цілочисельної та неперервної задачі 76.8 KB
  Звіт до лабораторної роботи № 8 Розвязання цілочисельних задач ЛП за допомогою Excel. Графічне представлення та порівняння розвязків цілочисельної та неперервної задачі з курсу Математичні методи дослідження операцій Мета роботи: Вивчити особливості предст...
11773. Решение задачи целочисленного ЛП с помощью динамического программирования 481.5 KB
  Курсовая работа по дисциплине МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ОПЕРАЦИЙ на тему Решение задачи целочисленного ЛП с помощью динамического программирования АННОТАЦИЯ Курсовая работа содержит 40 страниц 8 формул 17 таблиц 10 литературных источников. В ...
11774. Розв’язання несумісних задач лінійної оптимізації в діалоговому режимі 199.06 KB
  Звіт до лабораторної роботи №4 на тему: Розвязання несумісних задач лінійної оптимізації в діалоговому режимі З курсу: Математичні методи дослідження операцій Мета: Знайти оптимальний розвязок розподілу ресурсів за умови первинної наявності несумісн
11775. Предмет та задачі дослідження операцій 165 KB
  Предмет та задачі дослідження операцій Предмет та історія виникнення дослідження операцій ДО. Основні поняття ДО та етапи операційного дослідження Пряма та обернена задачі ДО. Детерміновані задачі ДО. Проблема вибору розвязків в умовах невизначеності. ...