I88N 0044—4618 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ЖУРНАЛ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ том 79 выпуск 5 МАЙ 2006 САНКТ-ПЕТЕРБУРГ НАУКА ] ".и.».!-. . ого центра . .• РАН
Учредитель: РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК ЖУРНАЛ ПРИКЛАДНОЙ ХИМИИ Издается с января 1928 г. Выходит 12 выпусков в год Журнал издается под руководством Отделения химии и наук о материалах РАН Главный редактор Г.Ф.Терещенко Редакционная коллегия: Ю.Г.Власов, Н.В.Воробьев-Десятовский, Б.В.Гидаспов, Ф.Ф.Греков, Б.А.Дмитревский, К.М.Дюмаев, С.С.Иванчев, К.К.Калнинып, С.С.Мнацаканов, А.Г.Морачевский (заместитель главного редактора), .Панарин (заместитель главного редактора), Е.Г.Поляков, .Постникова (ответственный секретарь), В.А.Проскуряков, И.О.Протодьяконов, Н.А.Смирнова, И.В.Целинский, Ю.М.Чернобережский, М.М.Шульц. М Я о е Санкт-| Издате 1<.мия наук, 2006 г. риала прикладной химии )06 г.
Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79. Вып. 5 —СОРБЦИОННЫЕ И ИОНООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ УДК 547.992.3-414:[546.791+546.432+546.841] СОРБЦИЯ УРАНА, РАДИЯ И ТОРИЯ ИЗ РАСТВОРОВ СЛОЖНОГО СОЛЕВОГО СОСТАВА ГИДРОЛИЗНЫМ ЛИГНИНОМ ДРЕВЕСИНЫ © Н.Г.Рачкова, И.И.Шуктомова, А.И.Таскаев Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар Поступило в Редакцию 22 июля 2005 г.; после исправления в январе 2006 г. Исследованы эффективность и прочность поглощения урана, радия и тория из водных растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины. На основе данных, полученных с использованием метода последовательных вытяжек, в совокупности с литературными данными предложены механизмы сорбции радионуклидов из минерализованных сред. Выбор сорбентов для дезактивации природных растворов представляет собой сложную задачу. Предназначенные для использования в этом качестве материалы должны отвечать ряду требований, главным из которых является способность к эффективному и прочному поглощению радионуклидов из загрязненных сред. Ввиду сложного состава природных растворов и многообразия представленных в них физико-химических форм радиоактивных элементов немаловажное значение для успешной сорбции может иметь поливариантный характер поглотительных свойств сорбента. Перечисленным требованиям в полной мере соответствует гидролизный лигнин древесины. Ранее было показано [1, 2], что он эффективно и прочно поглощает торий, уран и радий из водных растворов их солей с различной кислотностью. При этом радий и торий эффективно сорбируются в интервале рН от 3 до 9, а уран - из сред с рН 6-9. Согласно полученным данным, сорбция радионуклидов на лигнине может протекать по нескольким механизмам: поверхностное поглощение кодлоидов и псевдоколлоидов, ионный обмен и комплексообразование ионно-дисперсных химических форм радиоэлементов, образование прочных сорбционных комплексов с их органически связанными формами. При ИК спектроскопическом исследовании сорбента, насыщенного ураном, вп^эвые экспериментально обнаружено, что взаимодействие карбоксильных и фенольных групп лигнина с радионуклидом происходит путем ионного обмена иона водорода с уранил- ионом (ЦС>2+-ионом) и его гидролизованными формами и по координационному механизму с образованием комплексов оксониевого типа. Настоящее исследование посвящено оценке сорбционной способности гидролизного лигнина древесины на фоне сложного солевого состава жидкой фазы. Экспериментальная часть В растворы нитрата диоксоурана [ЦО2(КО3)2], хлоридов радия и тория предварительно добавляли нитраты калия, кальция и аммония, дигидрофосфат аммония, сульфаты магния и аммония. Их количества обеспечивали создание в жидкой фазе таких концентраций ионов водорода и макроэлементов (Са2+, М§2+, К+), которые характерны для лизиметрических вод подзолистой суглинистой почвы [3]. При этом минерализованность растворов достигала 3.3 мг-эквх хл-1 (табл. 1). Радионуклиды были представлены в них природной смесью изотопов [4]. Исходные концентрации тория в растворах составляли 1.0 и 10.0, урана - 1.0 и 10.0 мг-л-1, радия - 1.19 и 11.90 нгл-1, что на один-три порядка превышает соответствующие уровни вмешательства, установленные по тоТаблица 1 Минеральный состав модельных растворов № К+ ин; м§2+ Са2+ Н2РО4 80^“ ПОз раствора мг-эквл 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0.012 0.10 0.028 0.024 0.024 0.066 0.075 3 0.06 0.50 0.14 0.12 0.12 0.33 0.37 4 0.12 1.00 0.28 0.24 0.24 0.66 0.75 725 Коми научный центр Уро РАН
726 Рачкова Н.Г. и др. рию-232, урану-238, радию-226 для питьевых вод [5]. Кислотность жидкой фазы до сорбции соответствовала рН 6. Сорбционные эксперименты проводили в статических условиях при комнатной температуре. Каждый вариант опыта выполняли в трех повторностях. Время экспозиции во всех опытах составляло 24 ч. Для проведения экспериментов была использована фракция гидролизного лигнина с размером частиц 0.25- 0.5 мм. Содержание лигнина Комарова в сорбенте составляло 82.5 мас% при зольности 6%. До приведения в контакт с минерализованными радиоактивными растворами навески гидролизного лигнина выдерживали в дистиллированной воде в течение 1 сут с целью увеличения удельной поверхности. После сорбции фазы разделяли фильтрованием. Степени извлечения и коэффициенты распределения рассчитывали по убыли в фильтратах концентраций тория, урана и радия, которые определяли фотометрическим, люминесцентным, эманационным методами [6-8] соответственно. Прочность сорбции оценивали по содержанию радиоактивных элементов в вытяжках, полученных путем последовательной обработки обогащенного радионуклидами сорбента дистиллированной водой, 1 м. растворами СН3СОО1ТН4 и НС1. Фракцию соединений радиоактивных элементов, не десорбированную из лигнина, считали фиксированной. Статистическую обработку данных проводили стандартными методами [9]. Степень минерализованности жидкой фазы заметно влияет на параметры и прочность поглощения из нее радионуклидов [10-12]. Анализ литературных данных свидетельствует о том, что в минерализованных средах параметры поглощения радионуклидов на лигнине могут изменяться в результате протекания нескольких процессов, тесно связанных со свойствами сорбатов и сорбента. Согласно теоретическим представлениям [12-14], подавление сорбции обусловливается обострением конкуренции за обменные сорбционные центры на фоне многократного избытка катионов щелочноземельных и других элементов, формированием в растворе трудносорбируемых, в том числе комплексных, ионов сорбатов. Вполне вероятно снижение поглощения за счет «солевого» эффекта, который приводит к увеличению растворимости осадков в присутствии электролитов, не содержащих одноименных ионов [15]. В то же время при наличии достаточно высоких концентраций ионов- осадителей в многокомпонентных системах возможно протекание дополнительных реакций осаждения и соосаждения, усиление коагуляции радио- и псевдоколлоидов, что может способствовать извлечению радионуклидов из жидкой фазы. Кроме того, добавление электролитов в содержащие гумусовые вещества сорбционные системы инициирует увеличение степени ассоциации гуминовых кислот, приводит к повышению силы поверхностного натяжения на сорбентах, интенсифицируя физическую сорбцию радиоактивных элементов на них [16, 17]. Судя по полученным данным, наиболее значимое влияние на сорбцию тория гидролизным лигнином оказывают процессы, стимулирующие поглощение (табл. 2; см. рисунок, а, б). Высокая степень извлечения радионуклида сохраняется как в радиоактивных минерализованных растворах, так и в растворах без дополнительной добавки неорганических солей. В различных вариантах опыта гидролизный лигнин сорбирует из жидкой фазы от 95.2 до 98.9 % тория. При повышении минерализованности среды характеристики прочности связывания радионуклида существенно не изменяются (см. рисунок, а, б). Так, на фоне добавки минеральных солей и в ее отсутствие содержание водорастворимых и обменно поглощенных соединений тория в фазе лигнина остается низким. Их суммарный вклад не превышает 8.5%. Доля водорастворимых форм, связанных с сорбентом наиболее слабо, в условиях эксперимента варьирует от 2.3 до 8.4%. С увеличением исходной концентрации сорбата она достоверно (р<0.05) возрастает. Содержание обменно поглощенных форм соединений тория характеризуется величинами, в десять раз и более меньшими доли их водорастворимой фракции. При исходной концентрации радионуклида 1.0 мг-л-1 их определение не дает результата из-за достижения пределов обнаружения метода. В целом от 91.5 до 97.0% количества тория, сорбированного из растворов сложного солевого состава, малоподвижно и трудно вымывается из фазы сорбента. Более высокие уровни минерализованности среды вызывают статистически значимое (р<0.01) увеличение степени извлечения сорбата. При этом от 28 до 41% количества радионуклида поглощается крайне прочно и не элюируется традиционными для проведения подобных оценок экстрагентами. Сравнительный анализ характеристик сорбции показывает, что введение в раствор солей кальция, калия, аммония и магния приводит к увеличению избирательности поглощения тория на лигнине в пяти случаях из шести. Коэффициенты распределения радионуклида в четырех случаях достоверно превышают (р<0.001 и 0.05) величины, соответствующие вариантам опыта без добавки минеральных солей. В частности, в средах с исходной концентрацией радионуклида 10.0 мг-л-1 они возрастают от 127.5 до 320 млг-1. Таким образом, при повышении минерализованности жидкой фазы селективность поглощения в большинстве вариантов эксперимента достоверно увеличивается, наблюдается рост суммарного содержания прочно поглощенных и снижение доли легко десорбируемых (растворимых в воде и ацетатно-аммонийной среде) фракций соединений тория. При прочих равных условиях поглощение тория из растворов с меньшей его концентрацией характеризуется более высокими Коми научный центр Уро РАН
Сорбция урана, радия и ория из растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины 727 е Содержание физико-химических форм радионуклидов в гидролизном лигнине древесины раствора при различных исходных концентрациях радионуклидов. А - количество поглощенного радионуклида (%), п - номер раствора. Поглощенные вещества: в - водорастворимые, о - обменно-сорбированные, к - кпслоторастворимые, ф - фиксированные. Концентрация в жидкой фазе (мг-л-1): тория: а - 1.0, б - 10.0; урана: в - 1.0, г - 10.0; радия (нг-л-1): д - 1.19, е - 11.9. коэффициентами распределения и показателями десорбции. Из соответствующих уравнений химического равновесия и произведений растворимости следует, что в данной сорбционной системе должна протекать крайне селективная реакция осаждения радионуклида в виде фосфата [ПР Т113(РО4)4=2.6-Ю_ 9] [18]. Согласно расчетам, исходные молярные концентрации ионов РО4- в растворах составляют величины свыше 1.9-10-11 моль-л-1. При соответствующих условиям эксперимента содержаниях тория (4.3 и 43.0 мкмоль-л-1) в жидкой фазе присутствуют достаточные для осаждения фосфата тория концентрации ионов, но визуальные признаки образования малорастворимого соединения не отмечаются. По всей видимости, осаждение сдерживается за счет стабилизации и маскировки катионов тория и его гидролизованных соединений органическими веществами [12, 19-21]. Их присутствие неизбежно в равновесных с лигнином слабокислых растворах. Совокупность приведенных фактов говорит о единообразии механизмов сорбции радионуклида из растворов минерализованных и без добавки солей. Видимо, эффектовКоми научный центр Уро РАН
728 Рачкова Н.Г. и др. Таблица 2 Эффективность поглощения радионуклидов из минерализованных растворов на гидролизном лигнине древесины. Исходная концентрациях тория, урана и радия в жидкой фазе 1.0, 1.0, 1.19-10-6 (верхняя строка) и 10.0, 10.0, 11.9-10 6 (нижняя строка) (мг-л-1) Примечание. Отличия от контроля достоверны при * /?<0.05, ** /><0.01, *** /><0.001. № раствора Радионуклид Концентрация в жидкой фазе после сорбции, мг-л-1 Коэффициент распределения, мл-гСтепень извлечения, % 1 ТЬ 0.03±0.01 340.0± 10.0 98.27 ±0.07 (контроль) 0.75±0.00 127.5±0.4 95.47 ±0.03 И 0.09 ±0.02 107.0 ±9.0 94.60±0.40 5.20±0.08 13.2±0.4 69.00±7.00 Ка (0.11 ±0.02)-10-6 73.0±7.0 92.30±0.60 (3.51 ± 0.27)-10"6 23.0 ±2.0 79.00±2.00 2 ТЬ 0.027±0.001 380.0± 10.0 98.47 ±0.07 0.80±0.01 119.0±2.0* 95.20±0.10* И 0.03±0.00** 300.0±40.0** 97.90±0.30** 13.66±0.73 17.0±3.0 73.00±5.00 Ка (0.14 ± 0.08)-10~6 150.0 ±70.0 92.00±5.00 (1.62 ±0.54)-10"6* 70.0±20.0 90.00±4.00 3 ТЬ 0.025±0.001 390.0±10.0* 98.50±0.06 0.55±0.02*** 177.0±5.0*** 96.70 ±0.10*** и 0.08±0.01 120.0± 10.0** 94.50±0.60 5.37 ±0.41 17.0±2.0 68.00±3.00 Ка (0.14 + 0.05)-10-6 90.0±30.0 92.00±5.00 (2.02±0.02)-10-6* 43.4±0.6 90.00 ±4.00 4 ТЬ 0.019±0.000 520.0± 10.0*** 98.87±0.03** 032±0.05*** 320.0±40.0*** 98.10±0.20*** и 0.03±0.00*** 380.0±20.0*** 98.43±0.07*** 5.77±0.41 12.0± 1.0 66.00 ±2.00 Ка (0.27 ±0.03)4 О-6** 22.8±0.0** 82.80±0.00*** (2.42 ± 0.02)-10-6* 35.3±0.3** 85.50±0.10* ность поглощения и высокая прочность химических связей сорбата с сорбентом определяется наличием доминирующих механизмов. В качестве таковых рассматриваем координацию гидролизованных форм тория с электронодонорными функциональными группами сорбента, а также адсорбцию соединений гумусовых кислот с радионуклидом, в том числе коллоидного и псевдоколлоидного характера. Предполагаем, что в минерализованных средах эти процессы интенсифицируются мобилизацией в раствор гумусовых кислот, временно связанных с матрицей лигнина, и их последующей коагуляцией. Соединения радионуклида, сорбированные наименее прочно, предположительно поглощаются по механизму физической сорбции и за счет включения микрокомпонента в ассоциаты низкомолекулярной фракции гумусовых веществ. В слабоминерализованных условиях (раствор № 2) возрастание доли легко десорбируемых форм в фазе сорбента сопровождается достоверным снижением степени и селективности поглощения тория (/><0.05). Наиболее вероятно, что это связано с изменением поверхностных свойств лигнина и «солевым» эффектом, депрессирующее влияние которых в этом случае перекрывает вклад усиливающих сорбцию факторов. В более концентрированных солевых растворах основную роль в изменении параметров поглощения отводим коагуляции. Для урана одновременно характерны низкая доля сорбции по ионообменному механизму и относительно равномерное распределение между' другими фракциями соединений, реэкстрагированных из лигнина (см. рисунок, в, г). В условиях эксперимента селективность и степень извлечения радионуклида в существенно большей мере зависят от его исходной концентрации, чем от уровня мииерализованности жидкой фазы. Десятикратное увеличение содержания урана приводит к статистически значимому (/><0.001) снижению коэффициентов распределения от нескольких Коми научный центр Уро РАН
Сорбция урана, радия и ория из растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины 729 сотен до 12-17 мл-г-1 и одновременно сопровождается уменьшением полноты сорбции от 94.5-98.4 до 66-73%. При этом можно наблюдать перераспределение элемента между фракциями соединений, характеризующихся различной прочностью поглощения на сорбенте. В частности, доля кислоторастворимой формы урана сокращается от 39-49 до 17-30%, а вклад водорастворимых форм увеличивается от 16.8-22 до 29-44% сорбированного лигнином количества радионуклида. В то же время возрастание со- лесодержания растворов при прочих равных условиях не влияет или вызывает значительно меньшие и недостоверные изменения показателей поглощения. При более высокой исходной концентрации урана в жидкой фазе изменения обозначаются сильнее. В этом случае при увеличении минерализованности достоверно (/?<0.05) снижается доля зафиксированного сорбентом радионуклида. Изложенные наблюдения приводят к выводу, что в условиях эксперимента вклад в сорбцию разных способов поглощения прежде всего зависит от исходных физико-химических форм и состояния урана в жидкой фазе и лишь во вторую очередь, от функциональной активности и иных характеристик гидролизного лигнина. В качестве механизмов прочной сорбции рассматриваем координацию гидролизованных форм элемента с активными группами сорбента, имеющими выраженную электронодонорную функцию, а также адсорб- щпо соединений радионуклида с гумусовыми кислотами. Весомый вклад в прочную сорбцию урана вносит осаждение на поверхности лигнина малораство- римых уранилфосфатных соединений, о чем свидетельствуют литературные данные в совокупности с результатами настоящего эксперимента. В частности, расчеты показывают, что в случае раствора № 4 (табл. 1) добавление дигидрофосфата аммония обеспечивает присутствие в исходных растворах дигидрофосфат-, гидрофосфат- и фосфат-ионов, равновесные концентрации которых составляют 0.24-10-3, 1.5-10-5 и 1.9-10-11 моль-л-1 соответственно (ХдНС п=6.3410-8, Кдис ш= 1.26-10-12). Установлено [22], что в слабокислых и нейтральных природных водах, содержащих фосфаты в концентрациях свыше 1 мкмоль-л-1, преобладающей формой соединений урана являются уранилфосфатные комплексные ионы. Это означает, что в жидкой фазе исследуемой системы должны формироваться координационные соединения ИО2 с анионами ортофосфорной кислоты. Конкурируя с гидролизом и координацией 11О2+-ионов с гумусовыми веществами и изменяя соотношение исходных форм сорбата, указанные реакции могут внести серьезные коррективы в механизмы и параметры сорбционных процессов. При содержании урана 10.0 мгх хл-1 (42.0 мкмоль-л-1) в исследуемой системе достигаются произведения растворимости сразу нескольких фосфатных соединений (ПР 1Ю2НРО4=2.11-Ю-11, ПР МН4ЪЮ2РО4=4.36-10-27, ПР К1ЭО2РО4=7.76-10-24) [11, 18]. Их образование обнаруживалось по изменению цвета и прозрачности растворов ЦГО2(МО3)2, а также показателей прочности поглощения радиоэлемента из жидкой фазы указанного состава. При повышении минерализованности растворов нитрата диоксоурана установлено увеличение содержания водорастворимых и кислоторастворимых форм урана в обогащенном радионуклидом лигнине. Возрастание доли первой фракции связываем с активацией физической сорбции растворимых органических и уранилфосфатных комплексных ионов и соединений. Скорее всего, на лигнине значительную долю кислоторастворимой фракции урана составляют упомянутые выше осадки. В средах с концентрацией радионуклида 1.0 мгл-1 степень минерализованности слабо влияет на поглотительную способность сорбента. Решающее значение в изменении параметров поглощения имеет не уровень солесодержания, а сам факт повышенной минерализованности исходных растворов. Причина происходящего может быть сосредоточена в протекании селективной реакции, напрямую не связанной с качественным и количественным ионным составом жидкой фазы, но опосредованно испытывающей на себе ее модифицирующее влияние. Вероятно, этими процессами, характеризующимися высокой прочностью поглощения, являются координация гидролизованных форм иО2+-нонов с активными электронодонорными группами сорбента и адсорбция соединений радионуклида с гумусовыми кислотами. В средах с повышенным содержанием неорганических солей они интенсифицируются коагуляцией. Этот вывод подтверждают данные о высокой склонности лигнина к поглощению гидролизованных форм соединений радиоэлементов [11], а также выраженная зависимость показателей сорбции соединений урана от его исходной концентрации в жидкой фазе. В результате сорбции содержание радия в минерализованных растворах уменьшается в 3.5-11 раз (табл. 2). Степени извлечения элемента варьируют от 79 до 92%, при этом от 37 до 54% количества радионуклида прочно закреплено на сорбенте. Селективность поглощения радия в минерализованных средах повышается. Общий ее уровень остается невысоким, о чем свидетельствуют низкие значения коэффициентов межфазного распределения радионуклида, варьирующие от 23 до 150 мл-г-1. В целом при добавлении в радиоактивные растворы солей природной минерализации в пяти вариантах эксперимента наблюдается повышение селективности сорбции. Ее достоверное (р<0.05) отличие от контроля (поглощения из раствора соли радионуклида без дополнительного внесения неорганических веществ) обнаружено в двух вариантах опыта. При этом, с одной стороны, присутствие потенциально конкурентных радию ионов стимулирует избирательность поглощения, но с друКоми научный центр Уро РАН
730 Рачкова Н.Г. и др. гой - к тому же эффекту приводит ослабление мине- рализованности растворов в рамках исследуемого интервала (0.3-3.3 мг-экв-л-1). В средах, сильнее обогащенных солями (раствор № 4) и характеризующихся более низкой исходной концентрацией радионуклида, установлены достоверные изменения содержания прочно сорбированных форм его соединений (см. рисунок, д, е). Десорбцшо радия отличает относительно равномерное распределение его между выделяемыми из лигнина фракциями соединений. Значительная их доля обнаруживается при реэкстракции в 1 м. растворе ацетата аммония, что соответствует щелочноземельной природе сорбата и свидетельствует о существенном вкладе ионообмена в сорбцию. При одинаковом исходном содержании радия степень минерализован- ности растворов незначительно влияет на долю водорастворимой и обменной фракций соединений радионуклида в лигнине, что указывает на прочный характер поглощения. В то же время при возрастании концентрации радиоэлемента наблюдается достоверное (/><0.05) снижение от 30-32 до 15-18% относительного вклада фракции соединений, зафиксированных на сорбенте. Усиление минерализованности растворов с исходной концентрацией 1.19 нг-л-1 сопровождается возрастанием количества кислоторастворимых форм радия в лигнине от 7.7 до 19-22% и снижением доли соединений, зафиксированных на сорбенте, от 47 до 30-32%. Представленные данные свидетельствуют о том, что в условиях эксперимента селективность и степень извлечения радионуклида гидролизным лигнином древесины усиливаются при повышении минерализованности среды и уменьшении в ней исходной концентрации сорбата. Эти процессы могут быть тесно связаны с мобилизацией из сорбента в раствор нативных ионов. Добавление в жидкую фазу солей, по данным Хмелинина [23], активирует десорбцшо из лигнина ионов калия, натрия, кальция и магния. Известно также, что при совместном присутствии в растворах ионов кальция и органических веществ степень поглощения радия природными сорбентами обычно возрастает [24]. В связи с этим предполагаем, что повышение избирательности и степени извлечения радионуклида из минерализованных растворов связано с его ионообменными реакциями, стимулируемыми десорбцией нативных элементов лигнина, и с окклюзией радиоактивного элемента в коллоидные агрегаты соединений гумусовых кислот с компонентами жидкой фазы. Достоверное снижение степени извлечения (/><0.001) и коэффициента распределения (/><0.01), обнаруженное в среде с суммарным содержанием солей 3.3 мг-экв-л-1 (раствор № 4) и концентрацией радия 1.19 нг-л, связываем с частичным разрушением этих структур за счет «солевого эффекта». Выводы 1. В водных растворах с минерализованностью от 0.3 до 3.3 мг-экв-л-1, содержащих нитраты калия, кальция и аммония, дигидрофосфат аммония, сульфаты магния и аммония, поглотительная способность гидролизного лигнина к урану, радию и торию сохраняется. Механизмы, определяющие изменения параметров сорбции радиоэлементов в минерализованных средах, накладываются и имеют специфический характер. Поглощение тория отличается низким содержанием в фазе лигнина водорастворимых и об- менно сорбированных форм радионуклида. Для процессов сорбции-десорбции урана характерны незначительное содержание радионуклида в обменной вытяжке и относительно равное его распределение между другими фракциями соединений. В количестве радия, поглощенном лигнином, доли физико-химических форм с различной прочностью сорбции практически одинаковы. 2. Повышение уровня минерализованности среды и уменьшение исходной концентрации тория и радия в условиях эксперимента сопровождается увеличением степени извлечения и избирательности поглощения сорбатов, которое регистрируется по возрастанию коэффициентов их межфазного распределения и относительного содержания прочно сорбированных лигнином форм соединений. Значительную роль в изменении параметров поглощения тория из минерализованных растворов может играть коагуляция коллоидных соединений. Усиление сорбции радия, скорее всего, связано со стимуляцией его ионообменных реакций за счет десорбции из лигнина нативных химических элементов и с окклюзией радиоактивного элемента в коллоидные агрегаты поглощаемых сорбентом гумусовых веществ. 3. Возрастание минерализованности растворов с одинаковой исходной концентрацией урана не влияет или вызывает недостоверные изменения показателей его поглощения. При увеличении содержания радионуклида от 1.0 до 10.0 мг-л-1 коэффициенты межфазного распределения и доля зафиксированных лигнином соединений сорбата достоверно снижаются. В качестве механизмов прочной сорбции рассматриваем координацию гидролизованных форм урана с активными электронодонорными группами сорбента, а также адсорбцию на нем соединений радиоэлемента с гумусовыми кислотами. В условиях эксперимента весомый вклад в прочную сорбцию урана вносит осаждение на поверхности лигнина уранилфосфатных соединений. Список литературы [1] Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Таскаев А.И. И ЖПХ. 2004. Т. 77. № 3. С. 474-477. [2] Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Карманов А.П., Ко- Коми научный центр Уро РАН
Сорбция урана, радия и ория из растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины 731 чева Л.С. // Тр. Коми науч, центра УрО Российской АН. № 172. Сыктывкар, 2003. С. 67-80. [3] Арчегова И.Б. II Почвоведение. 1976. № 5. С. 66-75. [4] Титаева Н.А. Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 1992. 272 с. [5] Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. 116 с. [6] Кузнецов В.И., Саввин Б.Н. II Радиохимия. 1961. Т. 3. № 1. С. 79-86. [7] Добролюбская Т.С. Аналитическая химия урана. М.: Наука. 1962. С. 143-165. [8] Старик И.Е. Основы радиохимии. Л.: Наука, 1969. 647 с. [9] Лакин Г.Ф. Биометрия. М.: Высш, шк., 1990. 352 с. [10] Рожкова Е.В., Разумная Е.Г., Серебрякова М.Б., Щербак О.В. // Тр. II Женевской конф. Женева. 1956. Т. 3. 323 с. [И] Основные черты геохимии урана / Под ред. А.П. Виноградова. М.: Изд-во АН СССР, 1963. 352 с. [12] Кузнецов Ю.В., Щебетковский В.Н., Трусов А.Г. Основы очистки воды от радиоактивных загрязнений. М.: Атомиздат, 1974. 360 с. [13] Бет АЛ., Ватзау ЛБ.Е., Бкатоп 8. IV. II I. СоПоИ 1п1егГасе 8сг 1992. V. 150. N 1. Р. 45-60. [14] Тзипаз/йта А., ВгйиНеу (7. И7., Вазюгапо? М. II С1ау$ С1ау Мшег. 1981. V. 29. N 1. Р. 10-16. [15] Золотов Ю.А., Дорохова Е.Н., Фадеева В.И. и др. Основы аналитической химии. М.: Высш, шк., 1996. 383 с. [16] Когановский А.М., Ровинская Т.М. II Коллоид, журн. 1955. Т. 17. № 2. С. 81-89. [17] Г1а1% IV., ВеШеЕрасбег Н. И 18о1оре5 ап<1 Расйаиоп. Зой О1§ашс МаИег ЗШсНез. Пепла, 1968. Р. 23-30. [18] Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1989. 448 с. [19] Дементьев В.С., Сыромятников Н.Г. //Геохимия. 1965. № 2. С. 211-216. [20] С1юррт С.К. II Тгапз. Ат. Ыис1. 8ос. 1979. V. 32. Р. 166-167. [21] Хкапр, УЛ., Вгуап Л.Б., Ыгепз Г.В., Зопез Л/. Л/ II Епуь гопт. РоПиШоп. 1997. V. 96. N 3. Р. 361-367. [22] Трансурановые элементы в окружающей среде / Под ред. У.С.Хэнсона. М.: Энергоатомиздат, 1985. 344 с. [23] Хмелинин И.Н. Поглощение биофильных элементов лигнином и корой. Сыктывкар, 1994. 28 с. [24] Гиль Т.В. II Радиоэкологические исследования почв, растений и животных биогеоценозов Севера. Сыктывкар, 1983. С. 84-88. Коми научный центр Уро РАН
879 СОДЕРЖАНИЕ Стр. 1. Гинзбург Б.М., Точилъников Д.Г., Бахарева В.Е., Анисимов А.В., Киреенко О.Ф. Полимерные материалы для подшипников скольжения, смазываемых водой (Обзор) ...................................... 705 Неорганический синтез и технология неорганических производств 2. Образцова И.И., Сименюк Г.Ю., Еременко Н.К. Получение ультрадисперсных порошков меди восстановлением ее солей Ь-аскорбиновой кислотой и электропроводящие композиции на их основе ....................................................................................................................... 717 3. Кабанов А.А. Термическая устойчивость известняка с малым содержанием железа ................. 721 Сорбционные и ионообменные процессы 4. Рачкова Н.Г., Шуктомова И.И., Таскаев А.II. Сорбция урана, радия и тория из растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины ...................................................... 725 5. Сыч Н.В., Картель Н.Т., Николайчук А.Д., Стрелке В.В., Цыба Н.Н., Денисович В.А. Комплексная переработка антрацита в сорбционные материалы ............................................................ 732 6. Тихонова Л.П., Любчик С.Б., Тарасенко Ю.А., Гончарик В.П., Галушко О.Л., Фонсека И. Модифицированные антрациты - селективные сорбенты платиновых металлов ..................... 737 7. Ергожин Е.Е., Иманбеков К.И. Ионообменники на основе гомо- и сополимеров винилоксиэтиламина и глицидилметакрилата ............................................................................................................ 744 8. Лазарев С.И., Горбачев А.С., Шапошник В.А., Стамов В.М. Исследование кинетических характеристик обратноосмотического разделения водных растворов сульфанилата натрия .... 747 Прикладная электрохимия и защита металлов от коррозии 9. Березкин М.Ю., Черных II. Н., Поляков Е.Г., Томилов А.П. Электр о химический синтез этилата ниобия(У) ...................................................................................................................................................... 752 10. Колягин Г.А., Корниенко В.Л. Влияние тетраалкиламмониевых солей и плотности тока на электросинтез пероксида водорода из кислорода в газодиффузионном электроде в кислых растворах ............................................................................................................................................................. 757 11. Дресвянников А.Ф., Григорьева И.О. Контактное восстановление меди(П) на алюминии в аммиакатных средах ........................................................................................................................................ 762 12. Вигдорович В.И., Синютина С.Е., Цыганкова Л.Е., Кичигин В.II. Ингибирование коррозии и наводороживания углеродистой стали в сероводородно-углекислогных средах малыми концентрациями солей оксиэтилированных аминов ................................................................................... 770 13. Дзязъко Ю.С., Беляков В.Н., Стефаняк Н.В., Василюк С.Л. Анионообменные свойства композиционных керамических мембран, содержащих гидратированный диоксид циркония .... 778 Процессы и аппараты химических производств 14. Чесноков Ю.Г., Бауман А.В., Флисюк О.М. Расчет поля скоростей жидкости в гидроциклоне ....................................................................................................................................................................... 783 Органический синтез и технология органических производств 15. Фомина Е.В., Курский Ю.А., Белодед Л.Н., Червякова Г.Н. Синтез и свойства алифатических олигоамидов, содержащих метионин ..................................................... 787 16. Чернышев В.М., Чернышева А.В., Таранушич В.А. Синтез эфиров и амидов 5-амино-1,2,4триазол-3-илкарбоновой и -3-илуксусной кислот .................................................................................. 792 17. Магеррамов А.М., Курбанова М.М., Абдинбекова Р.Т., Рзаева И.А., Фарзалиев В.М., Аллахвердиев М.А. Синтез и антиокислительные свойства некоторых 3,4-дигидропиримидин- 2(1Н)-он(тион)ов ................................................................................................................................................ 796 Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=