Nanokompozitų panaudojimo sunkiaisiais metalais užteršto vandens valymui eksperimentiniai tyrimai

Abstract

Tarša sunkiaisiais metalais – visame pasaulyje aktuali ekologinė bei socialinė - ekonominė problema, kuri kyla dėl žmogaus antropogeninės veiklos. Sunkiaisiais metalais užterštoje aplinkoje augantys augalai ir gyvūnai kelia grėsmę žmonių sveikatai, tarša sunkiaisiais metalais atsiliepia ekosistemų stabilumui, rūšinei įvairovei, ypač pakenkia aukštesnio mitybos lygmens organizmams. Yra labai daug įvairių užteršto vandens valymo technologijų, viena iš jų – adsorbcija. Šiame darbe tirtos nanokompozito SiO2, kaip vienos iš perspektyviausių mokslo krypčių organinių/neorganinių polimerinių nanokompozitų turinčių kompleksines savybes, panaudojimo galimybės sunkiesiems metalams (variui, švinui, kadmiui) šalinti. Valymo efektyvumo analizė atlikta naudojant nesutankintą nanokompozitą SiO2, kurio cheminė sudėtis: silicio dioksidas (SiO2) - 99,9 %, geležies trioksidas (FeO3) - 0,003 %, aliuminio trioksidas (Al2O3) – 0,05 %, titano dioksidas (TiO2) – 0,03 %. Naudoti šešių skirtingų, dirbtinai užteršto vandens ir nuotekų, koncentracijų (5, 10, 20, 30, 50 ir 100 mg/l) vario, švino ir kadmio tirpalai. Atlikti tyrimai parodė, kad geriausiai adsorbcija ant nanokompozito vyksta vario tirpale. Esant vario koncentracijai 30 mg/l adsorbcija siekė 80 %. Varis geriausiai adsorbuojamas, kai sorbento kiekis tirpale 2,0 g. Kadmis geriausiai adsorbuojamas, kai jo koncentacija tirpale 50 mg/l, adsorbcija siekė iki 30 %, kadmis geriausiai adsorbuojamas, kai sorbento kiekiai tirpale 2,0 ir 3,0 g. Švinas geriausiai adsorbuojamas, kai jo koncentacija tirpale 50 mg/l, adsorbcija siekė iki 40 %, švinas geriausiai adsorbuojamas, kai sorbento kiekis tirpale 2,0 g.

Contamination with heavy metals - globally relevant environmental and social - economic problem, which is caused by the human anthropogenic activities. Heavy metals in polluted environments plants and animals pose a threat to human health, pollution, heavy metals, stability of ecosystem, species diversity, especially injures a higher nutritional level organisms. There is a very wide variety of contaminated water treatment technologies, one of them - adsorption. This work investigated SiO2 nanocomposite as one of the most promising fields of science of organic / inorganic polymeric nanocomposites with complex features, usability heavy metals (copper, lead, cadmium) address. Cleaning effectiveness analysis was performed using SiO2 nanocomposites do not rapided the following chemical composition: silica (SiO2) - 99.9 % iron trioxide (FeO3) - 0.003 %, aluminum trioxide (Al2O3) - 0.05 % titanium dioxide (TiO2) - 0.03 %. Use six different artificially contaminated water and effluent concentrations (5, 10, 20, 30, 50 and 100 mg / l) of copper, lead and cadmium in solution. Studies have shown that most adsorption takes place copper nanocomposite solution. The copper concentration of 30 mg / l, the adsorption was 80 %. Copper best adsorbed on the resin content of the solution 2.0 g. Cadmium best adsorbed when the solution concentrations of 50 mg / l, adsorption amounted to 30 % of cadmium adsorbed best when the resin content of the solution 2.0 and 3.0 g. Lead best adsorbed when the solution concentrations of 50 mg / l, adsorption amounted to 40 %, lead was adsorbed best when the resin content of the solution 2.0 g.