УДК 544.723.212 СОРБЦИЯ ИОНОВ СВИНЦА Pb2+ НА ПРИРОДНЫХ СОРБЕНТАХ-ГУМАТАХ Мирошниченко Ю.С. Научный руководитель канд. техн. наук Мясоедова Т.Н. Инженерно-технологическая академия Южного Федерального Университета Производственные сточные воды имеют сложный состав и всегда содержат различные ядовитые и токсичные вещества. На сегодняшний день одними из характерных загрязнителей сточных вод являются тяжелые металлы. Основной вклад в загрязнение вносят гальванические, травильные производства; химическая, электронная промышленность; металлургические, машиностроительные заводы. Сточные воды последних могут содержать хром и медь до 400–500 мг/л [1]. Тяжелые металлы довольно устойчивы. Поступая в водоемы, они включаются в круговорот веществ и подвергаются различным превращениям. Неорганические соединения быстро связываются буферной системой воды и переходят в слаборастворимые гидроокиси, карбонаты, сульфиды и фосфаты, а также образуют металлорганические комплексы, адсорбируются донными осадками. Эти металлы способны накапливаться в организмах человека, животных, рыб, вызывая серьезные заболевания [2]. Таким образом, сброс производственных сточных вод в открытые водоемы или городские канализационные сети без соответствующей очистки недопустим. Для очистки сточных вод, содержащих тяжелые металлы, основными физикохимическими методами значатся ультрафильтрационные, ионообменные, мембранные, электрохимические, биохимические и сорбционные методы. На сегодняшний день широко распространенным методом из выше перечисленных является сорбционный метод. Он весьма эффективен, удобен и прост, а так же может быть и достаточно дешев, если заменить дорогостоящие широко известные сорбенты, такие как активные угли, сапропель, на природные сорбенты. Одни из таких природных сорбентов гуминовые вещества – гуматы (соли гумусовых кислот). Гуматы получают путем переработки отходов бурого угля (это соответствует принципам «зеленой химии»), торфа, сапропеля. Основной метод, которым выделяют гуминовые вещества, — щелочная экстракция растворами аммиака или гидроксидами калия или натрия. Такая обработка переводит их в водорастворимые соли — гуматы калия или натрия, обладающие высокой биологической активностью. Метод практически безотходный, поэтому его широко используют и в России, и за рубежом. Альтернативный способ предполагает механическое измельчение бурого угля с твердой щелочью, в результате чего получается твердый, растворимый в воде гумат калия и натрия [3]. Гуминовые вещества, не смотря на разные источники происхождения, имеют единый и один из самых сложных принципов строения, превосходя нефти, лигнины и угли: наличие каркасной части, т.е. ароматического углеродного скелета, замещенного алкильными и функциональными группами, среди которых преобладают карбоксильные, гидроксильные и метоксильные, и периферической части, обогащенной полисахаридными и полипептидными фрагментами. В силу сложности строения, уникально широк спектр взаимодействий гуминовых веществ, особенно это касается их наиболее реакционноспособной части - гумусовых кислот (гуматов). Наличие таких групп как карбоксильная, гидроксильная, карбонильная в сочетание с присутствием ароматических структур обеспечивает их способностью вступать в ионные, донорноакцепторные и гидрофобные взаимодействия, образовывать водородные связи, активно участвовать в сорбционных процессах[4]. Степень извлечения,% В работе изучена возможность ослабления токсического действия ионов свинца (Pb2+) в водных растворах в присутствии гуминовых веществ. Для реализации поставленной задачи были использованы гуматы для сухого внесения, производимые ОАО «Аграрные Технологии» (г. Иркутск). Для постановки экспериментов готовили растворы Pb(NO3)2 с концентрацией 0,3 г/л (в пересчете на металл). В колбы, содержащие по 50 мл тестовых растворов, добавляли гуматы для сухого внесения с концентрациями от 0,4 до 2 г/л. Сорбцию проводили в статических условиях при перемешивании. После, пробу выдерживали некоторое время при комнатной температуре. Для осаждения гуматов проводили центрифугирование. Содержание ионов свинца контролировалось комплексонометрическим титрованием [5]. Степень извлечения металлов рассчитывали по разности исходной и остаточной концентраций, деленной на исходную концентрацию, после выражение умножали на 100%. Результаты эксперимента представлены на рис.1. 90 80 70 60 50 40 30 20 10 0 78 66 47 30 13 0 0.5 1 1.5 2 2.5 Концентрация гуматов, г/л Рис. 1- Зависимость степени извлечения ионов свинца от количества гуматов для сухого внесения (исходная концентрации свинца - 0,3 г/л, время сорбции 1 час). В результате проведенной работы установлено, что степень извлечения ионов свинца зависит от содержания гуматов в пробе. Наибольшая степень извлечения 78 % достигается при концентрации сорбентов 2 г/л. Представленные в работе результаты исследования направлены на уменьшение воздействия неочищенных производственных сточных вод, содержащих тяжелые металлы, на окружающую среду. Литература 1. Климов, Е. С. Природные сорбенты и комплексоны в очистке сточных вод / Е. С. Климов, М. В. Бузаева. – Ульяновск : УлГТУ, 2011. – 201 с. 2. Тяжелые металлы и их соединения [Электронный ресурс] // Экология справочник. URL: http://www.cnshb.ru/akdil/0033a/base/k009.shtm (дата обращения 2.03.2015). 3. Перминова И.В., д.х.н. «Гуминовые вещества — вызов химикам XXI века», «Химия и жизнь» .- 2008.- №1. 4. Пузырева В.М., Демичева Ю.Л. «Гуминовые вещества как природные сорбенты», «Известия Тульского Государственного университета. Науки о Земле».- 2010.- № 2. 5. Портал аналитической химии [Электронный ресурс] // URL: http://www.chemicalanalysis.ru/analiz-na-elementy/svinetc/priamoe.html (дата обращения 20.09.2014г).