VII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2015

Антропогенные загрязнения биосферы, вызванные хозяйственной деятельностью человека, оказывают негативное влияние на состояние воды, почвы, атмосферного воздуха, возобновляемых и невозобновляемых природных ресурсов. Аварии на действующем нефтепроводе, автомобильном, железнодорожном, водном транспорте, а также на заводах сопровождаются потерями токсичных веществ и попаданием их в почву, на поверхность водоемов, а также в протяженные подземные объекты[1]. В связи с расширением областей использования нефти и нефтепродуктов все большее количество попадает в океаны, моря, реки, озера. Присутствие канцерогенных углеводородов в воде ведет к неисправимым последствиям. Одним из наиболее успешных методов, применяемых для ликвидации нефтяных разливов, является сорбционная очистка. Сорбционный метод является хорошо управляемым процессом. Он позволяет удалять загрязнения чрезвычайно широкой природы практически до любой остаточной концентрации независимо от их химической устойчивости. При этом отсутствуют вторичные загрязнения[2].

В работе в качестве сорбента использован листовой опад дуба. С целью изучения процесса поглощения нефти новым материалом необходимо построить кривые сорбции. Для этого определили остаточное содержание нефти в воде после поглощения. Процесс сорбции проводился с помощью имитации нефтяного загрязнение разной концентрации в определенном объеме воды (50 мл). Время сорбции составляло 5 мин, остаточное содержание нефти в воде определяли методом экстракции[3]. По полученным данным получили практические изотермы адсорбции и сравнивали их с теоретическими, которые были найдены из уравнений Лэнгмюра А=А_пред.·(к·С/1+к·С) и Фрэндлиха А=К·С^1/n. На рисунке 1 представлены практическая и полученная по уравнению Лэнгмюра изотермы.

Рисунок 1 – Изотерма адсорбции, описываемая уравнением Лэнгмюра

Предельную адсорбцию А_пред и адсорбционную константу К находили из уравнения, проводя линейную аппроксимацию. Процесс подчиняется данному уравнению при условии, что концентрация нефти не превышает 140 г/л, при больших концентрациях кривая сорбции описывается уравнением Фрэйндлиха. На рисунке 2 представлены изотермы, полученные практически и полученная по уравнению Фрэндлиха.

Рисунок 2 – Изотерма адсорбции, описываемая уравнением Фрэндлиха.

Константы равновесия К и 1/n определяли графически из уравнения степенной аппроксимации.

Таким образом, общую картину адсорбции нефти дубовым опадом можно разделить на два участка:

1 – прямой участок, описывается уравнением Лэнгмюра, с начальной концентрацией загрязнителя от 8 до 140 г/л, который соответствует меньшим начальным концентрациям, отвечает поверхности адсорбента, полностью насыщенным адсорбтивом.

2 – горизонтальный участок с начальной концентрацией загрязнителя от 140 до 243,6 г/л, описывается уравнением Фрэйндлиха и показывает, что почти все адсорбционные центры уже заняты и свободных центров на поверхности осталось мало.

Наличие разных изотерм говорит о разном механизме протекания процесса в зависимости от концентрации поллюанта в воде. Высокая достоверность аппроксимации линий изотерм показывает, что эксперименты приведены с высокой точностью.

В дальнейшем планируется исследовать возможность извлечения поглощенной нефти из пор листового опада, с целью определения кратности использования сорбента.

Список использованной литературы:

1. Каменщиков Ф.А., Богомольный Е.И. Удаление нефтепродуктов с водной поверхности и грунта. – Ижевск: НИЦ «Регулярная и хаотическая динамика», Институт компьютерных исследований, 2006. – 528 с

2. Степанова С.В. Опад березы и ее химические модификаты для удаления нефти /С.В. Степанова, А.Ш. Шаймарданова, И.Г.Шайхиев // /Вестник Казан. технол. ун-та. -2013. -№ 14, -с. 215-217

3 Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод / Ю.Ю. Лурье. – М.: Химия, 1984. – 448 с.

©А.А. Алексеева, С.В. Степанова, 2014

Код для цитирования: Скопировать