WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |

Полученные результаты исследования по извлечению ИТМ из сульфатных растворов их солей (CMe=1000 мг/л) с использованием биоэлектрохимических сорбентов представлены на рис. 2,3 и в табл.1. Наибольшее снижение исходной концентрации и самая высокая скорость удаления всех ИТМ наблюдались в первые часы пребывания растений в модельных растворах. Установлено, что по истечении определенного времени растения выбрасывали избыточные количества накопленных ИТМ обратно в раствор.

Аналогичные результаты получены и для ионов Cd2+. Предельное на

Рис. 2. Потенциодинамические J, Е - кривые, полученные при извлечении меди криптокариной из сульфатных растворов (С=1000 мг/л) при различном времени выдержки, Т=298 К (t,ч)

Рис. 3. Изменение во времени кон

центрации меди (1), цинка (2), кад-

мия (3) при извлечении металлов

криптокариной из сульфатных

растворов солей (Сисх= 1000 мг/л)

Так, после выдержки криптокарины в течение 8-10 суток концентрация ионов Сu2+ в растворе перестала уменьшаться, а на 12-е сутки и более увеличилась и наблюдался выброс ионов меди в раствор.

Аналогичные результаты получены и для ионов Cd2+. Предельное накопление ионов Zn2+ достигалось на 7 дней позднее. В период выброса избыточного количества накопленных ИТМ внешний вид криптокарины изменялся. Растения становились нежизнеспособными, угнетенными, на поверхности появлялся белый, плесневелый налет, листья покрывались слизью, увеличивались в объеме и приобретали «мокрый» вид, т.е. фитомассой активно сорбировалась вода. Одновременно изменялся окрас листьев от зеленовато-красного (в исходном состоянии) до болотного. Примерно на 15-й день растение погибало, выбрасывая до 50 % сорбированных ИТМ.

Для ряски и лимнофилы были получены аналогичные результаты. Однако, в отличие от криптокарины, лимнофила и ряска показали более высокую сорбционную способность по отношению к извлекаемым металлам (табл. 1, рис. 4, 5). Средняя скорость удаления составляет 314 мг/ч, в то время как скорость удаления ионов Сd2+ и Zn2+ на 100-140 мг/л ниже. По истечении 5 ч скорости извлечения ионов Сu2+ и Zn2+ выравниваются, а скорость удаления ионов Сd2+ возрастает (на 50 %). Через 8-10 суток концентрация ионов Сu2+ и Cd2+перестала уменьшаться, а на 12-е сутки вновь увеличилась. Затем растения постепенно выбросили избыточные ИТМ в раствор.

Таблица 1

Изменение массовой концентрации (С) ИТМ и скорости их удаления (V)

из растворов MeSO4 в зависимости от времени пребывания (t) в растворе

биосорбентов (начальная концентрация ИТМ 1000 мг/л)

t, ч

(сутки)

Cu2+

Zn2+

Cd2+

С, мг/л

V, мг/ч

С, мг/л

V, мг/ч

С, мг/л

V, мг/ч

1 1

2

3

628,4

775,1

654,4

371,6

224,9

345,6

817,5

854,2

932,5

182,5

145,8

167,5

836,8

789,0

849,3

163,2

211,0

150,7

5 1

2

3

401,3

568,8

432,0

119,7

86,4

113,6

703,4

730,0

685,2

59,3

54,1

62,9

502,3

694,9

475,8

99,6

60,8

104,6

24 (1) 1

2

3

318,2

464,2

323,3

28,5

22,3

28,2

439,6

581,9

460,1

23,4

17,4

22,5

307,2

331,6

339,2

28,9

27,9

31,6

144 (6) 1

2

3

203,5

352,5

118,4

6,3

5,7

6,1

230,4

327,4

245,3

5,3

4,7

5,2

108,6

128,2

21,3

6,2

6,0

6,8

288 (12) 1

2

3

102,4

294,0

257,3

3,4

-3,5

-1,2

56,8

86,0

77,5

3,3

3,1

3,2

207,7

151,4

259,4

-0,7

-0,2

-1,7

432 (18) 1

2

3

206,2

380,0

318,1

-1,2

-0,6

-0,4

184,3

108,8

265,8

-0,9

-0,4

-1,3

298,0

159,3

337,0

-0,7

-0,1

-0,5

576 (24) 1

2

3

393,4

481,9

385,9

-1,3

-0,7

-0,5

354,6

461,3

416,2

-1,2

-2,4

-1,2

354,8

304,2

414,3

-0,4

-1,1

-0,5

1-ряска, 2-криптокарина, 3- лимнофила; «-» указывает на обратный сброс металлов

Причем скорость выброса примерно одинакова и составляет 0,1-0,2 мг/ч. Она постоянна и не зависит от времени пребывания растений в растворах. Необходимо отметить, что, несмотря на самую высокую скорость электрохимической сорбции, в случае гибели растений ~72 % накопленных ионов кадмия вновь выбрасывается в водоем, а ионов цинка и меди от 25 (лимнофила) до 40 % (криптокарина).

Рис.4. Зависимость эффектив-ности очистки СВ от ИТМ при различном времени выдержки лимнофилы в сульфатных растворах (Сисх=1000 мг/л): 1- Cu, 2- Zn, 3- Cd

Рис.5. Влияние природы фитосорбента

на эффективность очистки (Э,%) рас-

творов от Cu+2 после выдержки расте-

ний в CuSO4 (С=1000 мг/л) в течение

144 часов: 1-криптокарина,

2-лимнофила, 3-ряска, 4-эйхорния

При уменьшении концентрации ИТМ до 100 мг/л процессы их извлечения в целом аналогичны вышеописанным, однако есть отличия (табл. 2). По истечении около двух недель (288 ч) растения начинают выбрасывать избыточные ионы кадмия.

С одной стороны, это предотвращает передвижение части токсичных ионов по клеткам и тканям растения, с другой -способствует установлению концентрационного градиента и позволяет в дальнейшем аккумулировать элемент посредством диффузии. Именно это, несмотря на чрезвычайно высокие (залповые) концентрации металлов, позволяет растениям извлекать и накапливать их в фитомассе в достаточно больших количествах.

Таблица 2

Зависимость концентрации (С) ИТМ в растворе и скорости их извлечения (V)

криптокариной (числитель) и лимнофилой (знаменатель) от времени

пребывания растений в растворе (начальная концентрация ИТМ 100 мг/л)

t,ч

Zn2+

Cd2+

Cu2+

C,

мг/л

V,

мг/ч

C,

мг/л

V,

мг/ч

C,

мг/л

V,

мг/ч

1

63,2/57,7

44,6/43

89,0/79,4

17,7/21,3

76,6/80,1

22,3/18,8

5

45,5/39,2

12,5/13,7

69,9/60,8

7,4/9,2

70,4/61,0

4,9/6,8

24

38,2/14,9

2,9/1,0

30,7/22,7

3,2/3,5

59,4/47,8

1,5/2,0

144

26,7/9,8

0,6/0,6

6,8/12,8

0,7/0,7

7,0/9,4

0,2/0,6

288

3,9/4,47

0,4/0,4

33,5/23,5

-0,2/-0,1

7,4/4,2

0,5/0,03

Pages:     | 1 || 3 | 4 |   ...   | 5 |






© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»