Широкое применение в качестве энтеросорбентов нашли препараты пектина. Основными путями попадания соединений тяжелых металлов в организм являются желудочно-кишечный тракт и органы дыхания. Кислая среда желудка способствует отделению металлов от пищевых компонентов в ионной форме. В щелочной среде кишечника (рН = 8,0 – 9,0) пектин взаимодействует не с катионами металлов, а с их гидролитическими производными (малорастворимыми гидроксидами, оксидами, основными солями). Пектин, являясь анионным полиэлектролитом (полигалактуроновая кислота), в щелочной среде по отношению к гидролитическим производным тяжелых металлов выполняет роль флокулянта или пептизатора.
Цель исследования – исследование процессов адсорбции солей тяжелых металлов из водных систем.
Материалы: Пектин Адсорбенты:
|
Растворы солей тяжелых металлов Сэ = 0,05 моль*экв/л:
|
Методы исследования: титриметрический – трилон Б (Сэ = 0,1 моль*экв/л).
Результаты исследования и их обсуждение
Оценка эффективности сорбентов в процессе адсорбции солей тяжелых металлов из водных систем проводилась в 2 этапа:
1 этап: к 50 мл раствора соли металла добавляли 0,5 г адсорбента, через 5 минут фильтровали, затем оценивали изменение концентрации металла (модельная система 1);
2 этап: к 40 мл раствора соли металла добавляли 10,0 мл раствора пектина (1,0 г пектина растворяли в 100 мл воды), затем 0,4 г адсорбента, через 5 минут фильтровали и после фильтрации, оценивали изменение концентрации металла (модельная система 2).
Таблица 1. Адсорбционная способность исследуемых модельных систем
Черный уголь |
Белый уголь |
Энтерос-гель |
Полисор-бент |
Неосмек-тин |
Пектин (без адсорбента) |
||
Система 1 (Zn) |
СЭ, моль*экв/л |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
- |
Система 2 |
0,0050 |
0,0039 |
0,0035 |
0,0045 |
0,0023 |
- |
|
% адсорбции |
88 |
90 |
91 |
89 |
94 |
91 |
|
Система 1 (Cu) |
СЭ, моль*экв/л |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
- |
Система 2 |
0,0500 |
0,0270 |
0,0370 |
0,0340 |
0,0500 |
- |
|
% адсорбции |
0 |
33 |
8 |
15 |
0 |
0 |
|
Система 1 (Pb) |
СЭ, моль*экв/л |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
0,0500 |
- |
Система 2 |
0,0320 |
0,0325 |
0,0320 |
0,0315 |
0,0310 |
- |
|
% адсорбции |
20 |
19 |
20 |
21 |
23 |
11 |
Анализируя полученные данные можно констатировать, что модельная система 2, состоящая из пектина и адсорбента эффективнее адсорбирует соль металла из раствора и остаточная концентрация во всех случаях меньше, чем в модельной системе 1, состоящей только из адсорбента.
С целью выбора универсального адсорбента, была проведена серия опытов. Результаты представлены на рис.1.
Рис.1. Процент адсорбции модельной системой 2 (пектин + адсорбент) ионов металлов
Во всех трех растворах солей тяжелых металлов эффективными адсорбентами являются следующие адсорбенты: белый уголь, энтеросгель, полисорбент (рисунок 1). Стоит отметить, что все эти адсорбенты содержат в своем составе соединения кремния.
Выводы:
Наиболее эффективно снижение ионов металла в растворе при совместном присутствии пектина и адсорбента.
Более эффективными адсорбентами во всех растворах являются адсорбенты, в состав которых входят соединения кремния.
2