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

49051. Дискретная обработка аналогового сигнала 1.78 MB
  Дискретная обработка аналогового сигнала. Сравнить форму спектра дискретизированной последовательности со спектром исходного аналогового сигнала. Цель работы: Дискретная и цифровая обработка заданного сигнала. Дискретная обработка аналогового сигнала
49052. ТЕХНОЛОГИЯ РАЗРАБОТКИ ОБУЧАЮЩЕГО МАТЕРИАЛА В ГИПЕРТЕКСТОВОЙ СРЕДЕ ПО ТЕМЕ «ПЕРИФЕРИЙНЫЕ УСТРОЙСТВА ПК» 2.8 MB
  Теоретическая часть Программные средства по созданию электронного пособия Новые возможности Microsoft Office PowerPoint 2007 6 Технология создания электронного пособия средствами Office PowerPoint 2007 17 Объект: обучающий материал Предмет: Microsoft Office PowerPoint 2007. Электронные учебники в формате Microsoft Office Word 2007...
49053. Цифровая система передачи непрерывных сообщений 614.5 KB
  Краткое описание процесса преобразвания сигнала от источника сообщения. Источник сообщений выдает на выходе непрерывный сигнал t который пeредаётся в формирователь первичного сигнала для преобразования в первичный электрический сигнал bt. Количество уровней квантования L определяется исходя из ошибки квантования пикфактора сигнала и отношения сигнал шум. Далее сигнал bикмt передается в модулятор это преобразование цифрового сигнала в аналоговый ut.
49054. Прогнозирование ДТП 205 KB
  Основные модели и стратегии Перспективы метода компьютерного моделирования Основные модели и стратегии Искусственный интеллект это научная отрасль занимающаяся исследованием и моделированием естественного интеллекта человека. Естественный интеллект человека является очень сложным объектом исследований и его моделирование осуществляется на разных уровнях абстрагирования...
49055. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ КОТИРОВОК АКЦИЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ НЕЙРОСЕТИ 253 KB
  Сущность акций Факторы влияющие на котировки акций Прогнозирование котировок акций с применением Нейросимулятора
49056. ЦИФРОВЫЕ СИСТЕМЫ ПЕРЕДАЧИ НЕПРИРЫВНЫХ СООБЩЕНИЙ 2.06 MB
  Вид модуляции сигнала во второй ступени ЧМ. С учётом заданного вида модуляции сигнала определить его параметры характеризующие форму и требуемое значение полосы пропускания приёмного устройства. По полученному значению вероятности ошибки по формулам потенциальной помехоустойчивости найти минимальное значение отношения мощностей сигнала и помехи необходимое для обеспечения допустимого уровня искажения кода за счёт действия помех. Рассчитать требуемое значение полосы приёмника при использовании сложного сигнала.
49057. Расчет проходной (методической) печи 23.07 MB
  Определение основных размеров печи. Проходные методические печи чаще всего принимаются для нагрева слитков металла перед прокаткой для придания им пластичности. В зоне сжигания топлива температура максимальная на 100200оС выше конечной температуры нагрева металла к концу печи она уменьшается. При нагреве тонких изделий время нагрева могло бы быть уменьшено при поддержании высокой температуры по всей длине печи.