V Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2013

Содержание тяжелых металлов (свинца, меди, ртути, кадмия, цинка, олова) в организме не должно превышать предельно-допустимые концентрации, поскольку эти металлы обладают высокой токсичностью. В результате прямого воздействия возникают отравления, а в результате косвенного – ионы тяжелых металлов засоряют каналы почек и печени, чем снижают способность этих органов к фильтрации. Вследствие этого в организме накапливаются токсины и продукты жизнедеятельности клеток, что приводит к общему ухудшению здоровья человека.

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: черный уголь; белый уголь; неосмектин; полисорбент; энтеросгель.

Растворы солей тяжелых металлов Сэ = 0,05 моль*экв/л: ZnCl2; CuSO4; Pb(CH3COO)2

Методы исследования: титриметрический – трилон Б (С^э = 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:

1. Наиболее эффективно снижение ионов металла в растворе при совместном присутствии пектина и адсорбента.

2. Более эффективными адсорбентами во всех растворах являются адсорбенты, в состав которых входят соединения кремния.

 

2

 

Код для цитирования: Скопировать