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

66593. Побудова емпіричної формули методом найменших квадратів 1.04 MB
  На основі розрахунків, виконаних засобами MS Excel, алгоритмічної мови програмування C#, ми отримали емпіричну формулу у=0,023679-0,11475*Х. Значення суми квадратів відхилень (-19,4716) та графіки, побудовані засобами MS Excel, є наочною ілюстрацією правильності розв’язування завдання.
66595. Аналіз доцільності оплати за спожиту електроенергію за диференційованим тарифом 2.83 MB
  На даний момент ВАТ «Київмедпрепарат» спеціалізується на виробництві лікарських засобів у вигляді різних лікарських форм: порошків для ін'єкцій, таблеток, капсул, мазей, гелів. Номенклатура продукції складає більше 80 найменувань препаратів практично всіх фармакотерапевтичних груп.
66597. Обґрунтування вибору технологічних баз для технологічного процесу виготовлення деталі 548.78 KB
  Технологія машинобудування, як галузь науки, займається дослідженням технологічних процесів виготовлення машинобудівних виробів з метою використання результатів дослідження для забезпечення необхідної якості та кількості виробів з найвищими техніко-економічними показниками.
66601. Оценка финансовой деятельности ООО «ЗМПМК» 96.06 KB
  Производственная экономическая практика по специальности является неотъемлемой частью учебного процесса и преследует цель приобретения студентами навыков профессиональной работы по профилю специальности, необходимых для получения квалификации экономиста-менеджера.