Изучение морфологии поверхности, состава поверхностного слоя, сорбционной способности гуминовых веществ
Изучение элементного состава образцов гуминовых веществ, их морфологии, сорбционной способности по отношению к тяжелым металлам и иным загрязнителям из окружающей среды. Проверка степени извлечения гуматами ионов свинца и меди из водных растворов.
| Рубрика | Химия |
| Вид | статья |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 28.03.2019 |
| Размер файла | 1,3 M |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Изучение морфологии поверхности, состава поверхностного слоя, сорбционной способности гуминовых веществ
Чечеватов А. И., Мирошнеченко Ю. С.
Южный федеральный университет (344090, Ростов-на-Дону, ул. Р.Зорге, 5)
В статье ставится задача исследования морфологии различных образцов гуматов, изучения их состава, а также, проверка степени извлечения гуматами ионов тяжелых металлов из водных растворов. Исследования проводились методами сканирующей электронной микроскопии, энерго-дисперсионной спектроскопии и потенциометрии. Полученные результаты показали что для извлечения ионов свинца водные гуматы натрия и калия одинаково эффективны. Для извлечения же ионов меди водные гуматы натрия позволяют добиться большей степени извлечения, чем водные гуматы калия, а так же, что образцы гуматов обладают неоднородной игольчатой структурой, на которой могут аккумулироваться тяжелые металлы и иные вредные вещества.
Ключевые слова: гуматы, сканирующая электронная микроскопия, энерго-дисперсионная спектроскопия, степень извлечения, адсорбция.
The article poses the task of studying the morphology of the surface of humates, studying the composition of the surface, as well as one of the problems under consideration, checking the extraction of heavy metal ions from aqueous solutions. The investigations were carried out by the methods of scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, and potentiometer. The obtained results show that for the extraction of lead ions, the aqueous humates of sodium and potassium are equally effective. For extraction of ions of copper aqueous humates of sodium allow to achieve larger extent of extraction, than aqueous humates of a potassium, and also that exemplars of humates have the nonuniform needlelike structure on which heavy metals and other harmful substances accumulate.
Key words: humates, scanning electron microscopy, energy-dispersive spectroscopy, extraction, adsorbtion
гуминовый тяжелый металл сорбционный
Один из наиболее распространенных видов загрязнения - поступление в различные среды тяжелых металлов. Очистка почв, вод и атмосферы от тяжелых металлов является актуальной проблемой защиты окружающей среды от техногенных воздействий. Существует ряд методов по очищению окружающей среды от тяжелых металлов, одним из которых является применение адсорбирующих веществ - гуминовые вещества (гуматы).
Для направленной модификации гуматов, с целью придания им необходимых функциональных свойств важно понимание физико-химических процессов их формирования, определение их структуры и взаимодействия между гумусовыми кислотами и компонентами, входящими в состав гуматов в результате их обработки.
Нами была исследована серия образцов гуминовых веществ с целью изучения их элементного состава, морфологии, сорбционной способности по отношению к тяжелым металлам и иным загрязнителям из окружающей среды. Исследования проводились методами энерго-дисперсионной спектроскопии (ЭДС, рис. 1а и 2а) и сканирующей электронной микроскопии (СЭМ, рис. 1б и 2б).
Рис.1 (а) СЭМ изображение рис.1 (б) ЭДС спектр области 1 образца гумата Na области 1 образца гумата Na
Рис.2(а) СЭМ изображение рис.2 (б) ЭДС спектр областей 1,2,3 образца гумата Na областей 1,2,3 образца гумата Na
Метод сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) позволяет определить морфологию поверхности гуминовых веществ. Энерго-дисперсионная спектроскопия дает понимание о микроэлементном составе исследуемых гуматов, а также отражает сведения об их концентрацию в образце друг относительно друга. Данные исследования показали, что образец имеет неоднородную игольчатую структуру, на которой аккумулируются (рис.2а) тяжелые металлы и иные вредные вещества (в форму глобул).
Анализ различных составляющих гумата показал существенные различия в их элементном составе. Глобульные образования (рис.2а) включают в свой состав значительное количество алюминия и марганца. Таким образом, можно предположить, что в силу своего внутреннего строения гумусовые вещества прекрасно подходят для адсорбции этих элементов и устранения последствий экологических катастроф и загрязнений, появившихся в ходе активной промышленной деятельности человека.
Также была проведена проверка зависимости степени извлечения ионов свинца и меди от количества гуматов натрия и калия и времени сорбции. (рис.10,рис.11)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.3 Зависимость степени извлечения ионов меди от количества водных гуматов натрия и времени сорбции (исходная концентрация ионов меди - 0, 3 г/л, pH = 6, время сорбции 30 мин., 1, 2,3,4 ч., сорбция при комнатной температуре)
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис.4 Зависимость степени извлечения ионов свинца от количества водных гуматов натрия и времени сорбции (исходная концентрация ионов свинца - 0, 3 г/л, pH = 6, время сорбции 30 мин., 1, 2,3,4 ч., сорбция при комнатной температуре)
Данное исследование позволило сделать вывод, что для извлечения ионов свинца водные гуматы натрия и калия одинаково эффективны. Для извлечения же ионов меди водные гуматы натрия позволяют добиться большей степени извлечения, чем водные гуматы калия.
Выполнено при поддержке фонда содействия инновациям на средства гранта по программе «УМНИК» на тему «Разработка портативной - мобильной системы фильтрации воды с возможностью сорбции тяжелых металлов».
Список литературы
Кирейчева, л. В. Элементный состав гуминовых веществ сапропелевых отложений / л. В. Кирейчева, о. Б. Хохлова // вестник расхн. - 2000. - №4. - с. 59-62.
Орлов, д. С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации / д. С. Орлов. - м.: мгу, 1990. - 325 с.
Ricca, g. Structural investigations of humic acids from leonardite by spectroscopic methods and thermal analysis / g. Ricca, l. Federico, c. Astori, r. Gallo // geoderma. - 1993. - v. 57. - № 3. - pp. 263-274.
Кухаренко, т. А. О молекулярной структуре гс / т. А. Кухаренко // гуминовые вещества в биосфере. - м., 1993. - с. 27-35.
Орлов, д. С. Гуминовые вещества в биосфере // соровский образовательный журнал. - 1997. - № 2. - с. 56-63.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Изучение сорбируемости меди на буром угле, сапропелях и выделенных из них гуминовых кислотах и минеральном сорбенте на основе горелой породы. Методы извлечения и структура гуминовых кислот. Функции гумусовы веществ в биосфере. Методы определения меди.
курсовая работа [741,5 K], добавлен 14.12.2010Модификация природных цеолитов нерастворимыми комплексами и органическими соединениями. Реакции ионного обмена на цеолитах. Определение статической обменной емкости сильнокислого катионита, сорбционной способности ионов при различной кислотности.
курсовая работа [123,4 K], добавлен 15.10.2012Характерные особенности изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов некоторых ПАВ и их взаимосвязь со свойствами раствора. Исследование динамического поверхностного натяжения методом максимального давления в газовом пузырьке.
дипломная работа [788,3 K], добавлен 10.02.2012Характеристика почвенных гуминовых веществ и бурых углей Ангренского месторождения. Методы переработки фосфатного сырья и ассортимент продукции. Методы увеличения выхода гуминовых кислот из углей. Баланс производства органоминерального удобрения.
диссертация [246,3 K], добавлен 10.07.2015Исследование кинетики адсорбции поверхностно-активных веществ на границе с газом или жидкостью, измерение динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия, эффект появления максимума на изотерме поверхностного натяжения.
дипломная работа [2,2 M], добавлен 01.02.2012Общая характеристика пектинов как гетерогенной группы биогликанов нерегулярного строения, их физиологическое действие. История развития пектинов. Особенности применения пектинов в медицине. Определение сорбционной способности некоторых пектиновых веществ.
курсовая работа [874,0 K], добавлен 12.01.2014Характеристика, классификация и химические основы тест-систем. Средства и приёмы анализа различных объектов окружающей среды с использованием тест-систем. Определение ионов кобальта колориметрическим методом из растворов, концентрации ионов меди.
дипломная работа [304,6 K], добавлен 30.05.2007Уравнение состояния идеального газа. Электронные формулы атомов и элементов. Валентные электроны для циркония. Последовательное изменение окислительной способности свободных галогенов и восстановительной способности галогенид-ионов от фтора к йоду.
контрольная работа [451,5 K], добавлен 02.02.2011Описание и конструкция стеклянного электрода (СЭ). Представления о строении поверхностного слоя стекла, взаимодействующего с растворами. Результаты модифицирования поверхности СЭ с РН-метрической и металлической функциями, метод молекулярного наслаивания.
курсовая работа [662,2 K], добавлен 29.10.2015Изучение физико-химических свойств меди, арсеназо и полигексаметиленгуанидина. Природа поверхности кремнезема, модифицированные кремнеземы. Методика сорбционного концентрирования меди с использованием кремнезема, нековалентно-модифицированного арсеназо I.
курсовая работа [282,2 K], добавлен 20.05.2011Изучение характерных особенностей изотерм динамического поверхностного натяжения водных растворов ПАВ, полученных методом максимального давления в газовом пузырьке. Влияние температуры и концентрации ПАВ на мицеллообразование в коллоидном растворе.
дипломная работа [3,9 M], добавлен 01.02.2012Прохождение луча света через истинные растворы и коллоидные системы. Окислительные свойства хлора по отношению к бромид и иодид ионам, а также по отношению к сульфид и сульфит ионам. Каталитическое разложение пероксида водорода в присутствии ионов меди.
лабораторная работа [1,8 M], добавлен 02.11.2009Растительность болот и классификация торфа в заказнике. Метод определения органических веществ окситермография. Реагенты, вспомогательное оборудование. Методика определения влажности и зольности, элементного состава торфа, органического углерода мха.
курсовая работа [472,5 K], добавлен 25.05.2016Зависимость температуры кипения водных растворов азотной кислоты от содержания HNO. Влияние состава жидкой фазы бинарной системы на температуру кипения при давлении. Влияние температуры на поверхностное натяжение водных растворов азотной кислоты.
реферат [3,9 M], добавлен 31.01.2011Физиологическая роль и индикаторы элементного статуса меди. Применение ее в промышленности и медицине. Физические свойства химического элемента, нахождение его в природе. Оценка содержания меди в организме человека, индикаторы ее элементного статуса.
презентация [3,5 M], добавлен 23.02.2015Диффузионный и смешанный механизм адсорбции. Роль электростатических взаимодействий в процессе адсорбции ионогенных ПАВ на межфазной границе раздела жидкость–газ. Исследование динамического поверхностного натяжения водных растворов алкилсульфатов натрия.
дипломная работа [1,2 M], добавлен 10.02.2012Физические свойства воды, дипольный момент молекулы. Механизм образования растворов. Влияние давления, температуры и электролитов на растворимость веществ. Тепловая теорема Нернста. Главные способы выражения состава растворов. Понятие о мольной доле.
реферат [741,2 K], добавлен 23.03.2013Условные показатели качества питьевой воды. Определение органических веществ в воде, ионов меди и свинца. Методы устранения жёсткости воды. Способы очистки воды. Приготовление рабочего раствора сернокислого калия. Очистка воды частичным замораживанием.
практическая работа [36,6 K], добавлен 03.12.2010Особенности измерения состава веществ и материалов. Детальная характеристика приёмов определения неизвестной концентрации в инструментальных методах анализа. Обобщенная трактовка физико-химического анализа как самостоятельной научной дисциплины.
реферат [58,6 K], добавлен 30.03.2015Исследование химического состава снежного покрова районов г. Рязани. Определение примесей воздуха и веществ, которые снег накапливает за зиму. Источники поступления загрязнений, их биологическое значение. Правила отбора проб снега. Оценка результатов.
дипломная работа [46,8 K], добавлен 18.05.2011
