Sunkiųjų metalų adsorbcija iš vandeninių tirpalų panaudojant pluoštines kanapes (Cannabis sativa L.)

Abstract

Pramonės šakų išleidžiamose nuotekose didžiausi tarp aptinkamų sunkiųjų metalų yra švino, cinko ir kt. metalų kiekiai. Dabartinių pramoninių nuotekų valymo įrenginių išlaikymas brangiai kainuoja, todėl ligi šiol skiriama daug dėmesio novatoriškoms technologijoms, diegti, kurių kaina, palyginti su esamomis technologijomis, būtų mažesnė ir reikalautų mažiau priežiūros bei energijos (Shanmugapriya, Hemalatha, Scholastica ir Augustine, 2013). Šiuo metu adsorbcija yra vienas iš ekonomiškai palankių nuotekų valymo būdų. Tyrimo objektu pasirinktas natūralus polimeras – pluoštinės kanapės (Cannabis sativa l.), kurios, kaip ekologiškas ir efektyvus adsorbentas, turi potencialo. Dideli pluoštinių kanapių kiekiai susidaro tekstilės, žemės ūkio pramonėje kaip atliekos, todėl jų panaudojimas leistų sumažinti vandens užterštumą sunkiaisiais metalais (Zn+2, Pb+2). Atlikus eksperimentinius tyrimus nustatyta, kad adsorbcijos efektyvumui didelę įtaką turi tirpalo pH. Didžiausias užfiksuotas adsorbcijos efektyvumas buvo tada, kai tirpalo pH 5,0. Esant mažesnei pH reikšmei, adsorbcija vyko nežymiai. Adsorbentas sumažino švino ir cinko jonų koncentracijas tirpaluose iki Lietuvos Respublikoje nustatytų normų. Švino jonų koncentracijos neviršijo didžiausių leidžiamų koncentracijų (DLK) į gamtinę aplinką, kai pradinės švino jonų koncentracijos buvo iki 5 mg/l, o cinko jonų koncentracijos neviršijo DLK į gamtinę aplinką, kai pradinės cinko jonų koncentracijos buvo iki 30 mg/l.

The highest amounts of heavy metals found in industrial wastewater are lead, zinc and so on. Maintaining existing industrial wastewater treatment is expensive, and so far, the focus is on the innovative technologies that would require little maintenance and energy compared to existing technologies (Shanmugapriya et al., 2013). Currently, adsorption is one of the most economical ways to treat wastewater. The object of the study is a natural polymer, fiber hemp which has the potential as an eco-efficient and effective adsorbent. Large quantities of fiber cannabis are produced in the textile, agricultural industry as waste, and their use would make it possible to reduce water pollution with heavy metals (Zn+2, Pb+2). Experimental studies have shown that adsorption efficiency is strongly influenced by the pH of the solution. The highest adsorption efficiency was fixed when the pH of the solution was 5. At lower pH, adsorption was slight. Adsorbent reduced concentrations of lead and zinc in solutions up to norms set in the Republic of Lithuania. Lead ion concentrations did not exceed the Maximum permissible concentrations (MPC) in the natural environment when the initial concentrations of lead ions were up to 5 mg/l, and zinc ion concentrations did not exceed the MPC in the natural environment when the initial zinc ion concentrations were up to 30 mg/l.