Максимальная сорбция цинка и свинца бентонитом при различных значениях pH

Автор: Буланкова С.Р.

Журнал: Ученые записки Казанской государственной академии ветеринарной медицины им. Н.Э. Баумана @uchenye-zapiski-ksavm

Статья в выпуске: 1 т.209, 2012 года.

Бесплатный доступ

Проведено исследование максимальной сорбции цинка и свинца бентонитом при рН = 2,0; 7,0; 8,0 и последовательном изменении рН с 2,0 до 8,0. Максимум сорбции цинка отмечен при рН = 8,0; свинца при рН = 2,0. Изучены особенности сочетанной сорбции цинка и свинца.

Бентонит, цинк, свинец, рh, сорбция

Короткий адрес: https://sciup.org/14287480

IDR: 14287480

Текст научной статьи Максимальная сорбция цинка и свинца бентонитом при различных значениях pH

Катионно-обменные свойства слоистых алюмосиликатов изучены достаточно хорошо. В наших исследованиях сравнительное изучение высокодисперсных (2-6 мкм) минеральных сорбентов in vitro и in vivo показало преимущество бентонита в отношении сорбции свинца и кадмия.[1] Для эффективного применения бентонита в рационах животных с целью профилактики отравлений тяжелыми металлами необходимы сведения о максимальной сорбции металлов при различных pH среды.

Целью исследований являлось изучение максимальной сорбции бентонитом свинца и цинка в кислой , нейтральной и щелочной среде , а также при последовательных изменениях pH от 2,0 до 8,0, что соответствует значениям кислотно - щелочного градиента в условиях желудочно - кишечного тракта животных .

Материалы и методы . Для исследований использовали бентонит с дисперсностью частиц 2-6 мкм и удельной поверхностью 1783,6 м ²/ г . Изучение сорбционных характеристик в отношении свинца и цинка провели методом Горового Л . Ф . и Косякова В . Н . (2002). Каждое определение проводили на 5 параллельных пробах . Содержание свинца и цинка в пробах определяли методом атомно – абсорбционной спектрометрии . На основе полученных результатов рассчитали сорбцию элементов на 1 кв . м удельной поверхности сорбента . Схема проведения экспериментов представлена в табл .1.

1. Схема проведения экспериментов

Вариант	Условия эксперимента ( перемешивание 30 мин при 20 ̊ С + промывание 2 раза по 100 мл Н 2 О + сжигание + спектрометрия
1	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мл Н 2 О (pH = ,0)
2	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мл Н 2 О + HCl (pH = 2,0)
3	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мл Н 2 О + HCl (pH = 2,0) перемешивание 30 мин + Na OH до pH = 8,0 и перемешивание 30 мин
4	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мл Н 2 О + Na OH (pH = 8,0)
5	Контроль по Zn: 100 мг Zn + 100 мл Н 2 О (pH = 7,0)
6	1 г бентонита + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О (pH = 7,0)
7	1 г бентонита + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + HCl (pH = 2,0)
8	1 г бентонита + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + HCl (pH =2,0) перемешивание 30 мин + Na OH до pH =8,0 и перемешивание 30 мин
9	1 г бентонита + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + Na OH (pH =8,0)
10	Контроль по Pb: 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О (pH =7,0)
11	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О (pH =7,0)
12	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + HCl (pH =2,0)
13	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + HCl (pH =2,0) перемешивание 30 мин + Na OH до pH =8,0 и перемешивание 30 мин
14	1 г бентонита + 100 мг Zn + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О + Na OH (pH =8,0)
15	Контроль по Zn и Pb: 100 мг Zn + 100 мг Pb + 100 мл Н 2 О (pH =7,0)

Результаты исследований . Проведенные исследования показали , что цинк в кислой и нейтральной среде максимально сорбируется бентонитом в пределах 4,345 – 4,362 мг / г ( табл .2).

При последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция цинка повышается в 3 раза, а в щелочной среде (вариант 4) установлена максимальная сорбция цинка – 29,730 мг/г. Следовательно, бентонит связывает цинк, в основном, в кишечнике животных.

2. Максимальная сорбция цинка и свинца бентонитом при различных значениях pH

Вариант	Металлы	Сорбция
Вариант	Металлы	мг / г	мкг / м ²
1	Zn	4,362	2,446
2	Zn	4,345	2,436
3	Zn	12,587	7,057
4	Zn	29,730	16,668
5	Контроль	-	-
6	Pb	1,751	0,982
7	Pb	53,502	29,996
8	Pb	2,209	1,238
9	Pb	2,565	1,438
10	Контроль	-	-
11	Pb Zn	96,484 21,191	54,095 11,881
12	Pb Zn	62,500 27,597	35,041 15,473
13	Pb Zn	12,825 33,613	7,190 18,845
14	Pb Zn	49,042 33,047	27,496 18,528
15	Контроль	-	-

В отношении свинца максимальная сорбция установлена при pH = 2,0 – 53,502 мг / г . В нейтральной , щелочной среде , а также при последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция свинца минимальна и составляет 1,751 - 2,565 мг / г . Это означает , что свинец связывается с бентонитом в желудке животных , но по мере изменения pH в щелочную сторону значительная часть адсорбированного свинца освобождается .

Изучение сочетанной сорбции цинка и свинца при одинаковой концентрации показало , что максимально бентонит связывает свинец при pH = 7,0 - 96,484 мг / г . При этом сорбция цинка также высока - 21,191 мг / г . В кислой среде (pH = 2,0) сорбция свинца снижается до 62,500 мг / г , а цинка повышается до 27,597 мг / г .

При последовательном изменении pH с 2,0 до 8,0 сорбция свинца снижается в 5 раз и составляет 12,825 мг / г , тогда как сорбция цинка достигает своего максимума – 33,613 мг / г .

Сочетанная сорбция свинца и цинка при их одинаковой концентрации в щелочной среде составляет для Pb - 49,042 и для Zn -33,047мг/г. Следовательно, в условиях желудочно-кишечного тракта животных бентонит активизируется на фоне присутствия различных тяжелых металлов и может быть эффективным сорбентом катионов токсичных элементов.

Заключение . Результаты исследований показали , что бентонит при изменении pH среды связывает свинец и цинк с различной интенсивностью . Установлены оптимальные параметры pH для свинца – 2,0, а цинка - 8,0. Сочетанная сорбция тяжелых металлов в целом повышает активность бентонита . Полученные сведения имеют определенную ценность при практическом использовании бентонита в рационах животных с целью профилактики отравлений животных солями тяжелых металлов .

ЛИТЕРАТУРА : 1. Буланкова С . Р ., Изыскание сорбентов для нейтрализации тяжелых металлов / С . Р . Буланкова , Р . У . Бикташев , С . А . Софронова , В . А . Конюхова // Материалы междунар . науч - практ . конф ., посвящ . 50- летию ФЦТРБ – 8–10 декабря 2010, Казань – С . 15-16. 2. Горовой Л . Ф . Сорбционные свойства хитина и его производных / Л . Ф . Горовой , В . Н . Косяков // В кн .: Хитин и хитозан . Получение , свойства и приминение .- М .: Наука , 2002.-368 с . – С . 217 – 246.

МАКСИМАЛЬНАЯ СОРБЦИЯ ЦИНКА И СВИНЦА БЕНТОНИТОМ ПРИ РАЗЛИЧНЫХ ЗНАЧЕНИЯХ pH

Буланкова С . Р .

Резюме

MAXIMAL SORPTION OF ZINC AND LEAD BY BENTONITE AT VARIOUS MEANING OF pH

Bulankova S.R.

Статья научная