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
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=