Фізико-хімічні дослідження адсорбційних властивостей природних мінералів для сорбційного очищення стічних вод від іонів Pb+2, Ni+2, Zn+2

Автор(и)

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298913

Ключові слова:

вода, адсорбент, метал, бентоніт, діатоміт, сорбція, очищення, мінерали, вилучення, кінетика

Анотація

Однією з актуальних проблем є очищення промислових стічних вод від іонів токсичних та важких металів більш ефективним та екологічним способом.

Як матеріали дослідження були обрані бентоніт монтморилоніт, бентоніт червоний, цеоліт і діатоміт Алматинської області.

У цій роботі досліджувалися адсорбційні властивості природних мінералів фізико-хімічними методами для сорбційного очищення стічних вод від іонів Pb+2, Ni+2, Zn+2.

Рентгенофазовим аналізом визначено хімічний склад досліджуваних матеріалів. Основним компонентом діатоміту є SiO2, цеоліту – ломонтит складу Ca4Al8Si16O48·14H2O (51.3 %). Основою бентонітів є бейделліт-монтморилоніт, що має аморфну структуру. Методом атомно-абсорбційної спектрометрії було проведено дослідження з сорбції іонів важких металів (Pb+2, Ni+2, Zn+2) досліджуваними природними адсорбентами. Кращими сорбційними властивостями мають бентоніти родовищ Мукри та Середній Тентек. Тут вміст іонів свинцю, нікелю та цинку зменшується в середньому на 82–85 %. У разі використання діатоміту вміст іонів цих же металів зменшується приблизно на 74–76 %, для цеоліту на 64 %.

Загалом очікується прояв адсорбційних властивостей цих мінералів, які мають забезпечуватися внаслідок високої пористості у разі діатоміту та цеоліту або проникнення іонів у міжпакетний простір між шарами бентонітів. Змішування адсорбентів, збільшення їх масових часток та підвищення маси суміші призводить до підвищення ефективності ступеня очищення цих іонів.

Визначено, що природні мінерали родовищ Алматинської області мають сорбційні властивості, які можна використовувати в практичних цілях, зокрема для очищення стічних вод

Біографії авторів

Manshuk Murzagaliyeva, Asfendiyarov Kazakh National Medical University

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor

Department of Chemistry

Nazgul Ashimkhan, Asfendiyarov Kazakh National Medical University

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor

Department of Chemistry

Ardak Sapiyeva, Astana Medical University

Candidate of Chemical Sciences, Associate Professor

Department of General and Biological Chemistry

Gulnur Daribayeva, Almaty Technological University

PhD

Research Institute of Food Safety

Посилання

  1. Politaeva, N., Taranovskaya, E., Mukhametova, L., Ilyashenko, S., Atamanyuk, I., Afif, R. A., Pfeifer, C. (2020). Cotton Fiber and Carbon Materials Filters for Efficient Wastewater Purification. International Journal of Technology, 11 (8), 1608. https://doi.org/10.14716/ijtech.v11i8.4538
  2. Carolin, C. F., Kumar, P. S., Saravanan, A., Joshiba, G. J., Naushad, Mu. (2017). Efficient techniques for the removal of toxic heavy metals from aquatic environment: A review. Journal of Environmental Chemical Engineering, 5 (3), 2782–2799. https://doi.org/10.1016/j.jece.2017.05.029
  3. Wadhawan, S., Jain, A., Nayyar, J., Mehta, S. K. (2020). Role of nanomaterials as adsorbents in heavy metal ion removal from waste water: A review. Journal of Water Process Engineering, 33, 101038. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2019.101038
  4. Atamanova, O. V., Tichomirova, E. I., Politayeva, N. A., Podolsky, A. L., Istrashkina, M. V. (2019). Innovative technologies for industrial wastewater treatment. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 288 (1), 012001. https://doi.org/10.1088/1755-1315/288/1/012001
  5. Kuznetsova, E., Akulova, A., Motovilov, A. (2016). Problems and solutions for processing and disposal of sewage galvanic production. Eurasian Union of Scientists, 3 (24), 109–112.
  6. Atamanova, O., Tikhomirova, E., Koshelev, A., Istrashkina, M., Politayeva, N., Podolsky, A. (2019). Wastewater treatment of industrial enterprises via adsorption method. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 337 (1), 012010. https://doi.org/10.1088/1755-1315/337/1/012010
  7. Boriskov, D., Efremova, S., Komarova, N., Tikhomirova, E., Bodrov, A. (2021). Applicability of the modified diatomite for treatment of wastewater containing heavy metals. E3S Web of Conferences, 247, 01052. https://doi.org/10.1051/e3sconf/202124701052
  8. Obuzdina, M., Rush, E. (2019). New sorption materials based on modification of natural zeolites in metal wastewater treatment processes. E3S Web of Conferences, 140, 08001. https://doi.org/10.1051/e3sconf/201914008001
  9. Veprikova, E. V., Tereshchenkoa, E. A., Chesnokova, N. V., Shchipkova, M. L., Kuznetsova, B. N. (2010). Features of water purification from petroleum products using petroleum sorbents, filter materials and active carbons. Filtering Materials and Active Coals Journal of Siberian Federal University, 3 (3), 285–304.
  10. Feofanov, Yu. A., Mishukov, B. G., Podporin, A. V., Feofanov, M. Yu. (2017). Evaluation of the effectiveness of the use of various sorption materials for cleaning of oil-containing water. Water Magazine, 5 (117).
  11. Petukhova, Yu. N., Ilyina, S. I., Fursenko, A. V., Nosyrev, M. A. (2019). Ochistka stochnyh vod ot ionov tyazhelyh metallov s pomoshch'yu sorbentov. EurasianUnionScientists, 6 (64). https://doi.org/10.31618/esu.2413-9335.2019.6.64.254
  12. Kurilina, T. A., Andreeva, S. A., Kurilin, S. S. (2016). Sorption of heavy metal ions from aqueous solutions with a modified sorbent. Eurasian Union of Scientists, 1 (22), 26–29.
  13. Surkova, T., Abdikerim, B., Berkinbayeva, A., Azlan, M. N., Baltabekova, Zh. A. (2022). Obtaining modified sorbents based on natural raw materials of Kazakhstan and research of their properties. Kompleksnoe Ispolʹzovanie Mineralʹnogo Syrʹâ/Complex Use of Mineral Resources/Mineraldik Shikisattardy Keshendi Paidalanu, 322 (3), 23–32. https://doi.org/10.31643/2022/6445.25
  14. Dehmani, Y., Ba Mohammed, B., Oukhrib, R., Dehbi, A., Lamhasni, T., Brahmi, Y. et al. (2024). Adsorption of various inorganic and organic pollutants by natural and synthetic zeolites: A critical review. Arabian Journal of Chemistry, 17 (1), 105474. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2023.105474
  15. Mudaber, S Batur, J. (2023). Differences in Heavy Metals Adsorption on Natural, Modified, and Synthetic Zeolites-A Review. Journal of the Turkish Chemical Society Section A: Chemistry, 10 (3), 847–860. https://doi.org/10.18596/jotcsa.1263041
  16. Bikulova, V. Zh., Latypova, F. M., Mukhametdinova, L. Kh. (2013). Adsorption treatment of industrial wastewater from zinc ions. Technologies of Industrial and Domestic Water Treatment, 3, 37–39.
  17. Gholikandi, G. B., Baneshi, M. M., Dehghanifard, E., Salehi, S., Yari, A. R. (2010). Natural zeolites application as sustainable adsorbent for heavy metals removal from drinking water. Iranian J. of Toxicology, 3 (3), 302–310. Available at: http://ijt.arakmu.ac.ir/article-1-53-en.html
  18. Ju, O., Ibe, E. (2014). Adsorption studies of heavy metals by low-cost adsorbents. J. Appl. Sci. Environ. Manage, 18 (3), 443–448. Available at: http://www.bioline.org.br/pdf?ja14060
  19. Surchi, K. M. S. (2011). Agricultural Wastes as Low Cost Adsorbents for Pb Removal: Kinetics, Equilibrium and Thermodynamics. International Journal of Chemistry, 3 (3). https://doi.org/10.5539/ijc.v3n3p103
  20. Khadhraoui, M., Watanabe, T., Kuroda, M. (2002). The effect of the physical structure of a porous Ca-based sorbent on its phosphorus removal capacity. Water Research, 36 (15), 3711–3718. https://doi.org/10.1016/s0043-1354(02)00096-9
  21. Khraisheh, M. A. M., Al‐Ghouti, M. A., Allen, S. J., Ahmad, M. N. M. (2004). The Effect of pH, Temperature, and Molecular Size on the Removal of Dyes from Textile Effluent Using Manganese Oxides‐Modified Diatomite. Water Environment Research, 76 (7), 2655–2663. https://doi.org/10.1002/j.1554-7531.2004.tb00227.x
  22. Zhao, G. (2011). Sorption of Heavy Metal Ions from Aqueous Solutions: A Review. The Open Colloid Science Journal, 4 (1), 19–31. https://doi.org/10.2174/1876530001104010019
  23. Bokiev, B., Khujaev, P., Sharipov, Sh., Murodov, P. (2018). Sorption method for purification of industrial wastewater waters. Bulletin of Science and Practice, 4 (7), 203–209.
Фізико-хімічні дослідження адсорбційних властивостей природних мінералів для сорбційного очищення стічних вод від іонів Pb+2, Ni+2, Zn+2

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-02-28

Як цитувати

Murzagaliyeva, M., Ashimkhan, N., Sapiyeva, A., & Daribayeva, G. (2024). Фізико-хімічні дослідження адсорбційних властивостей природних мінералів для сорбційного очищення стічних вод від іонів Pb+2, Ni+2, Zn+2. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(10 (127), 27–35. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2024.298913

Номер

Том 1 № 10 (127) (2024): Екологія

Розділ

Екологія

Ліцензія

Авторське право (c) 2024 Manshuk Murzagaliyeva, Nazgul Ashimkhan, Ardak Sapiyeva, Gulnur Daribayeva

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.