VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Свинец является природным токсичным металлом, который встречается в земной коре. Широкое применение его вызвало масштабное экологическое загрязнение, воздействие на людей и существенные проблемы общественного здравоохранения во многих частях мира.

Источники и пути воздействия. Люди могут подвергаться воздействию свинца через профессиональные и экологические источники. Воздействие свинца главным образом обусловлено:

• вдыханием частиц свинца при сжигании материалов с содержанием свинца в ходе выплавки, ненормативной переработки вторсырья, снятия свинцовосодержащей краски и использования этилированного бензина; и

• попадания в организм загрязненной свинцом пыли, воды (из труб со свинцом), пищи (из контейнеров, изготовленных с использованием свинцовой глазури или свинцового припоя) [1].

Предельно допустимая концентрация свинца в питьевой воде по данным ВОЗ – 0.1 мг/л. Фосфаты - это соединения металлов и фосфорной кислоты. Основная задача фосфатных соединений сделать воду мягче для улучшения моющих свойств воды. Основная опасность в том, что эти средства при использовании попадают в водоемы. А это, в свою очередь, очень вредит как человеку так и окружающей среде. Есть определенные нормы содержания фосфатов в питьевой воде и в воде. Для питьевой воды норма содержания фосфатов составляет 3,5 мг/л [2].

Для очистки воды применяли модельные растворы нитрата свинца и фосфорной кислоты с различными концентрациями. Эксперименты проводились с определенной навеской сорбента, объемом очищаемого раствора. Для очистки воды использовались синтетический цеолит типа СаА и цеолит Чанканайского месторождения (РК). Характеристика цеолита приведена в таблице №1.

Таблица 1 - Природный цеолит Чанканайского месторождения РК (АО «Рыстас»)

№	Основные показатели (*)	Характеристика
1	Внешний вид и минеральная форма	Красно-коричневый, Клиноптилотит
2	Массовая доля цеолита, %	70
3	Сопутствующие минералы (%)	24
4	Химический состав (%): SiO2 Al2O3 Fe2O3 K2O Na2O MnO2 CaO TiO2 MgO	60 14,5 1.40 0.66 0.61 0.199 0.13 0.07 0.0
5	Кислотоустойчивость, %	80 - 87
6	Насыпная плотность, г/см3	1.17 - 1.32
7	Механическая прочность на раздавливание, кг/см3	150 - 220
8	Водостойкость, %	99
9	Истираемость, %	0.07 - 2.50
10	Общая пористость по воде, %	25 - 28
11	Вредные примеси (As, Pb, Cl, F, Hg) в сумме, %	0.02 - 0.03

(*) Результаты ЦНИИ ГЕОЛНЕРУД ЦХЛ ПГО «ЮжКазгеология»

Построение градуировочных графиков и дальнейшее содержание свинца и пятиокиси фосфора проводились в фотометре КФК-2.Метод основан на образовании (при рН 7,0—7,3) соединения свинца с сульфарсазеном (плюмбоном), окрашенного в желто-оранжевый цвет. Свинец предварительно экстрагируется дитизоном в четыреххлористом углероде (при рН 9,2—9,6). Образовавшийся дитизонат свинца разрушается соляной кислотой. При этом ионы свинца переходят в водный раствор, в котором определяется свинец.

Рисунок 1 - Градуировочные графики для определения иона свинца (1) и фосфора (2).

Концентрация использованных модельных растворов нитрата свинца и фосфорной кислоты, а также содержание ионов свинца и фосфора представлены в таблице 2 соответственно.

Таблица 2 - Концентрация использованных модельных растворов нитрата свинца и фосфорной кислоты

Концентрация раствора	0.2н	0.1н	0.01н	0.001н	0.0001н
Содержание свинца в водном растворе Pb(NO3)2	3.52	1.76	0.176	0.0176	0.0017
Содержание ионов фосфора в водном растворе H3PO4 (%):	1.02	0.5	0.05	0.005	0.0005

Содержание ионов свинца и фосфора в водных растворах после его обработки природным цеолитом из Чанканайского месторождения представлены в таблице 3 и 4:

Таблица 3 - Содержание ионов свинца в водном растворе Pb(NO₃₎₂ (%):

Время обработки, мин.	0.2н	0.1н	0.01н	0.001н	0.0001н
5	2.83	1.44	0.16	0.014	-
10	2.21	1.01	0.12	-	-
15	1.54	0.56	-	-	-
20	0.9	-	-	-	-
25	-	-	-	-	-

Таблица 4 - Содержание ионов фосфора в водном растворе H₃PO₄ (%):

Время обработки, мин.	0.2н	0.1н	0.01н	0.001н	0.0001н
5	0.85	0.42	0.03	0.004	-
10	0.6	0.25	0.024	0.002	-
15	0.47	0.12	0.01	-	-
20	0.28	0.9	-	-	-
25	0.11	0.5	-	-	-

Содержание ионов свинца и фосфора в водных растворах после его обработки синтетическим цеолитом типа СаА представлены в таблице 5 и 6:

Таблица 5 - Содержание ионов свинца в водном растворе Pb(NO₃₎₂ (%):

Время обработки, мин.	0.2н	0.1н	0.01н	0.001н	0.0001н
5	3.0	1.57	0.164	0.02	-
10	2.75	1.43	0.15	0.01	-
15	2.46	1.29	0.13	0.009	-
20	2.25	1.17	0.12	-	-
25	1.9	1	0.1	-	-

Таблица 6 - Содержание ионов фосфора в водном растворе H₃PO₄ (%):

Время обработки, мин.	0.2н	0.1н	0.01н	0.001н	0.0001н
5	0.85	0.42	0.03	0.002	-
10	0.6	0.25	0.01	-	-
15	0.47	0.12	-	-	-
20	0.2	-	-	-	-
25	-	-	-	-	-

По приведенным результатам исследовании сорбции ионов свинца (II) и фосфора в статических условиях в зависимости от концентрации веществ свидетельствую о том, что высокая степень сорбции для природного цеолита Чанканайского месторождения достигает: по свинцу-80.39%, по фосфору-83.3%; и при использовании синтетического цеолита СаА: по свинцу-85.22%, по фосфору-83.3%. Проведенные эксперименты позволяют сделать вывод, что данные цеолиты можно использовать в очистке загрязненных вод, но в связи с не достаточно хорошо сорбцией ионов свинца (II) и фосфора, данные цеолиты следует необходимо модифицировать.

Литература

1. Отравление свинцом и здоровьеИнформационный бюллетень N°379 Октябрь 2014 г.

2. http://ipax.com.ua/articles/16-bytovaya-khimiya-vred-fosfatov-dlya-cheloveka-i-okruzhayushchej-sredy/

Код для цитирования: Скопировать