Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясы
1.Кіріспе ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.1 Металдар . адам дамуындағы негіз болып табылады ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1.2 Ауыр металдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.3 Биосорбент, сорбционных үдерістің қағидалы негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
1.4. Сорбцияның тетігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... 13
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3.1 Биосорбенттердің физикалық.химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз ... ... ... 14
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы ... ... ... ... ... ... ... . 15
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер ... ... . 16
3.3 Ауыр металл иондарын биосорбенттермен сорбциялау процесін зерделеу.. 19
3.3.1. Ауыр металл иондарына қатысты биосорбенттердің сорбциялық шапшаңдығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Қосымшы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1.1 Металдар . адам дамуындағы негіз болып табылады ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 5
1.2 Ауыр металдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 7
1.3 Биосорбент, сорбционных үдерістің қағидалы негіздері ... ... ... ... ... ... ... ... .. 10
1.4. Сорбцияның тетігі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... 13
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 13
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3.1 Биосорбенттердің физикалық.химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз ... ... ... 14
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы ... ... ... ... ... ... ... . 15
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер ... ... . 16
3.3 Ауыр металл иондарын биосорбенттермен сорбциялау процесін зерделеу.. 19
3.3.1. Ауыр металл иондарына қатысты биосорбенттердің сорбциялық шапшаңдығы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Қосымшы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
Бұл ғылыми жұмыс көміртектті тасымалдаушыға негізделе отырып биосербенттерді зерттеуге арналған карбонилденген қарағай үгіндісі , су қоймаларында ауыр металдарды иондарынан тазартуға келешекте тиімді.
Физика-химиялық әдіс бойынша келесі зерттеулер жүргізіледі.
Карбонилденген биосербенттердің(әдісін электронды) физика-химиялық сипаттаманы электронды микроскопия әдісімен анықтау ,атомды-адсорбциялы спектроскопия және элемент анализі , корбонизделген сорбиттердің сорбционды сипаттамаларын ауыр металдар ионына қатынасы бойынша анықтау.
Зерттеудің өзектілігі:
Ағынды суларды тазартуға байланысты сұраныстың өсуіне және мол қаражаттың бөлінуіне қарамастан, Қазақстанда су қоймалардың ластануы жылдан-жылға 4-5% өсіп отыр. Қазіргі уақытта Қазақстан көлдерінің құрамында ауыр минералдар иондарының жоғары көрсеткіші анықталып отыр, яғни олар микроорганизімдерден бастап балықтар және т.б қоректену тізбегі бойынша адамға жетеді, ақыр соңында адам ағзасына зиянды әсер етеді.
Өндірістік қалдықтарыдың су қоймаларына төгілуі экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеліп соғады.
Ағынды сулардың құрамындағы қоспалар Қазақстан Республикасының су ресурстарына қауіп төндіреді, яғни ол техникалық және ауыз суларын алуға қиындық туғызады.
Табиғатты ауыр металдар ионымен ластанудан сақтап қалу үшін белгілі әдістерді жетілдіріу керек және ағынды суларды тазартудың жаңа әдістерін дамыту. Карбонизацияланған екінші реттік өсімдік алынған өнімі тасымалдаушы сорбент ретінде келешекте жаңа материалдар ретінде үлкен маңызы бар.
Соңғы жылдары қатты заттарды тасымалдауға бекінген клетка микроорганизімдері үлкен басымдық көрсетіп отыр.
Бұл жағдайда олардың сорбционды белсенділігі белгілі дәрежеге дейін жоғарылайтындығы, функцияның ұзақтығы жоғарылайтындығы анықталған, яғни имобилизделген клетка микроорганизимдерге негізделген биосорбенттің жаңа түрін қолдану арқылы әр түрлі су қоймаларынан ауыр металлдарды жою үдерісінің нәтижесін арттыруға болады.
Иммобилизденген микроорганизимдер улы субстрактарға көпшілік жағдайда сезімталдығы әлсіз болады , олар өздерінің биохимиялық белсенділігін ұзақ уақыт сақтайды және агресивтті ортаға төзімді келеді. Мұндай биосербенттің әсер ету дәрежесі көпшілік жағдайда клетка және тасымалдаушы құрамымен анықталады.
Экспериментті анықтау бойынша мұндай бөлшектердің нано көлемді болып келеді, ал олардың жоғарғы бетінің дамуы тегіс емес, қатпарлы және т.б.
Физика-химиялық әдіс бойынша келесі зерттеулер жүргізіледі.
Карбонилденген биосербенттердің(әдісін электронды) физика-химиялық сипаттаманы электронды микроскопия әдісімен анықтау ,атомды-адсорбциялы спектроскопия және элемент анализі , корбонизделген сорбиттердің сорбционды сипаттамаларын ауыр металдар ионына қатынасы бойынша анықтау.
Зерттеудің өзектілігі:
Ағынды суларды тазартуға байланысты сұраныстың өсуіне және мол қаражаттың бөлінуіне қарамастан, Қазақстанда су қоймалардың ластануы жылдан-жылға 4-5% өсіп отыр. Қазіргі уақытта Қазақстан көлдерінің құрамында ауыр минералдар иондарының жоғары көрсеткіші анықталып отыр, яғни олар микроорганизімдерден бастап балықтар және т.б қоректену тізбегі бойынша адамға жетеді, ақыр соңында адам ағзасына зиянды әсер етеді.
Өндірістік қалдықтарыдың су қоймаларына төгілуі экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеліп соғады.
Ағынды сулардың құрамындағы қоспалар Қазақстан Республикасының су ресурстарына қауіп төндіреді, яғни ол техникалық және ауыз суларын алуға қиындық туғызады.
Табиғатты ауыр металдар ионымен ластанудан сақтап қалу үшін белгілі әдістерді жетілдіріу керек және ағынды суларды тазартудың жаңа әдістерін дамыту. Карбонизацияланған екінші реттік өсімдік алынған өнімі тасымалдаушы сорбент ретінде келешекте жаңа материалдар ретінде үлкен маңызы бар.
Соңғы жылдары қатты заттарды тасымалдауға бекінген клетка микроорганизімдері үлкен басымдық көрсетіп отыр.
Бұл жағдайда олардың сорбционды белсенділігі белгілі дәрежеге дейін жоғарылайтындығы, функцияның ұзақтығы жоғарылайтындығы анықталған, яғни имобилизделген клетка микроорганизимдерге негізделген биосорбенттің жаңа түрін қолдану арқылы әр түрлі су қоймаларынан ауыр металлдарды жою үдерісінің нәтижесін арттыруға болады.
Иммобилизденген микроорганизимдер улы субстрактарға көпшілік жағдайда сезімталдығы әлсіз болады , олар өздерінің биохимиялық белсенділігін ұзақ уақыт сақтайды және агресивтті ортаға төзімді келеді. Мұндай биосербенттің әсер ету дәрежесі көпшілік жағдайда клетка және тасымалдаушы құрамымен анықталады.
Экспериментті анықтау бойынша мұндай бөлшектердің нано көлемді болып келеді, ал олардың жоғарғы бетінің дамуы тегіс емес, қатпарлы және т.б.
1 Могилевич Н.Ф. Иммобилизованные микроорганизмы и очистка воды // Микробиологический журнал. Т. 57, № 5. 1995. С. 90-105.
2 Шевченко М.А., Таран П.Н., Гончарук В.В. Очистка природных и сточных вод от пестицидов. - Л.: Химия, 1989. С. 220.
3 Березин А.Н. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы. - М.: Мир, 1988. С. 273.
4 Shigaeva M.Ch., Zhubanova A.A. The use of the immobilizated cells of Torulopsis kefyr var. kumis for fermentation of whey // ДокладыНАНРК № 6, 1994. Р. 68-70.
5 Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Пищевые волокна побочных продуктов переработки винограда как сорбенты экологически вредных веществ // Изв. вузов. Пищ. технология. № 2. 1998. C. 77-79.
6 Lozinsky V., Plieva M. Poly (vinyl alcohol) cryogels employed as matrices for cell immobilization // Enzyme Microb. Technol.№ 3.1998.Vol. 23. Р. 227–242.
7 Вебб К. Иммобилизованные клетки. Экологическая биотехнология. – М.: Наука, 1987. С. 278.
8 Clark S. Novinasive techniques in studies of immobilized cells // Proceedings of an International Symposium “Physiology of immobilized cells”. - Netherlands, 1990. P. 603-6129.
9 Долина Л.Ф. Сорбционные методы очистки производственных сточных вод. – Днепропетровск: Маяк, 2000. С. 84
10 Курдиш И.К. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми материалами и его биотехнологическое значение // Микробиологический журнал. Т. 61, № 1. 1999. С. 60-73.
11 Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. – М.: МГУ, 1987. С. 256
12 Колесов А.А. Инженерная энзимология на промышленном уровне. // Итоги науки и техники. Сер. биотехнология. Т. 18, № 4. 1989. С. 184-190.
13 Дигель И.Э. Влияние ионов переходных металлов и водорастворимых полимеров на прикрепление дрожжевых клеток к твердым поверхностям: автореферат.канд. биол. наук: 03.00.07. – Алматы, КазГНУ, 1998. С. 24.
14 Жубанова А.А., Шигаева М.Х. Получение высокоэффективных биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток микроорганизмов // Вестник КазГУ. Сер. биол. № 3. 1997. С. 24-31.
15 Rensing Ch., Grass G. Esherichia coli mechanisms of copper homeostasis in a changing environment // FEMS Microbiol. № 27. 2003. P. 197-213
16 Марьин А.П., Феофилова Е.П., Шляпников Ю.А. Новый высокоактивный сорбент для очистки воды от ионов тяжелых и радиоактивных элементов // Фундаментальные науки - народному хозяйству. № 5. 1990. С. 270-271.
17 Агранович Г.И. Справочник по физико-химическим исследованиям объектов окружающей среды Л.: Судостроение, 1973. С. 648.
18 Таранова Л.А., Гришенок С.В., Радченко О.С. Микробная очистка сточных вод производства катионных ПАВ // Химия и технология воды. Т. 13, № 11. - 1991. С. 1051-1055.
19 Кощеенко К.А. Живые иммобилизованные клетки как биокатализаторы процессов трансформации и биосинтеза органических соединений//Прикладная биохимия и микробиология. Т. 17, № 2. 1981. С. 476-482.
20 Тихонова Л.С., Белоцерковский М.Ц. Повышение эффективности сорбции микроорганизмов на активированном угле при поляризации сорбента // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 25, № 2. 1989. С. 184 - 187.
21 Портной О.А., Николаев В.Г., Фридман Л.И. Исследование сорбции биологических веществ активированными углеродными волокнами // Химико-фармац. журнал. Т. 27, № 3. 1984. C. 360-364.
22 Буракаева А.Д., Русанов А.М., Ланух В.П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжелых металлов: Методическое пособие. - Оренбург: ОрГУ, 1999. С. 53.
23 Лопухин Ю.М., Молденков М.Н. Гемосорбция. - М.: Медицина, 1987. С. 300.
24 Лопухин Ю.М., Молденков М.Н. Гемосорбция. - М.: Медицина, 1987. С. 300.
25 Кузнецов Б.Н. Некоторые актуальные направления исследований в области химической переработки древесной биомассы и бурых углей // Химия в интересах устойчивого развития. Т. 46, № 9. 2001. С. 443-459.
26 Галушко Л.Я., Хазипов В.А., Пащенко Л.В., Саранчук В.И. Получение активированных углей из фруктовых косточек // Химия твердого топлива. Т. 56, № 3. 1998. С. 33-38.
27 Павлюк Н.Ю., Гуревич Н.А. Исследование свойств некоторых украинских сорбентов // Экотехнология и ресурсосбережение. Т. 66. № 5. 1999. С. 73-75.
28 Грибанов А.В., Сазанов Ю.Н. Карбонизация полимеров (обзор) // Журнал прикладной химии. Т. 70, № 6. 1997. С. 881-902.
29 Рудковский А.В., Парфенов О.Г., Щипко М.Л., Кузнецов Б.Н. Технология комплексной переработки кедровых орехов // Химия растительного сырья. № 1. 2000. С. 61-68.
30 Таипова Р.А., Мансурова Р.М., Мансуров З.А. Карбонизованные сорбенты на основе рисовой шелухи и рисовой сечки // Вестник КазНУ. Серия химическая.№ 2.2004.С. 91-96.
31 Козляк Е.И., Якимов И.Б., Уткин И.С. Физико-химические основы иммобилизации клеток методом сорбции // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 27, № 6. 1991. С. 788-803.
32 Багреев А.А., Брошник А.П., Стрелко В.В., Тарасенко Ю.А. Активный уголь на основе скорлупы грецких орехов // Журнал прикладной химии. Т. 72, № 6. 1999. С. 942-946.
33 Махорин К.Е., Пищай И.Я. Физико-химические характеристики углеродных адсорбентов // Деминерализация воды. Т. 12, № 2. 1996. С. 74 - 83.
34 Кузнецов Б.Н. Химическая переработка ископаемых углей и древесины. –Красноярск: КГУ, 1999. С. 216.
35 Kutics K., Kotsis L., Szolcsanyi P., Argyelan J. Production of activated Carbon from Walnut shell I. Adsorption investigations and study application characteristics // Hungarian journal of Industrial Chemistry Veszprem. Vol. 12, № 5. 1984. Р. 319-327.
36 Lupashku T., Monahova L., Gonchar V. Adsorption properties of active Carbons obtained from food industry by-products // Revue Roumaine de Chimie. - Vol. 39, № 8.1994. Р. 909-916.
37 Поляков Н.С., Петухова Г.А., Касаткин А.А. Новое уравнение адсорбции для расчета параметров микропористой структуры // Известия Академии наук. Серия химическая. № 10. 1995. С. 1931-1933.
38 Кузнецов Б.Н. Термокаталитические процессы при получении химических продуктов из природных органических полимеров - ископаемых углей и древесной биомассы // Химия твердого топлива. Т. 86, № 2. 1999. С. 3-13.
39 Фёнелонов В.Б. Пористый углерод. - Новосибирск: ИК СО РАН, 1995. С. 320.
40 ГОСТ 2874-82. 1982. Вода питьевая. – М.: Госкомстандарт, 1982. С. 26.
41 Хиггинс П., Беста Д., Джонсон Д. Биотехнология. Принципы и применение. - М.: Мир, 1988. С. 480.
42 Жылыбаева Н.К., Уалиева П.С., Мансурова Р.М., Жубанова А.А. Модифицированные карбонизованные сорбенты многофункционального действия // Тез. докл. межд. симпозиум. «Хим. наука, как основа развития хим. промышленности Казахстана в XXI веке» Посв. 100-летию со дня рождения академика А.Б. Бектурова. - Алматы, 2001. С. 201-202.
2 Шевченко М.А., Таран П.Н., Гончарук В.В. Очистка природных и сточных вод от пестицидов. - Л.: Химия, 1989. С. 220.
3 Березин А.Н. Иммобилизованные клетки и ферменты. Методы. - М.: Мир, 1988. С. 273.
4 Shigaeva M.Ch., Zhubanova A.A. The use of the immobilizated cells of Torulopsis kefyr var. kumis for fermentation of whey // ДокладыНАНРК № 6, 1994. Р. 68-70.
5 Дудкин М.С., Щелкунов Л.Ф. Пищевые волокна побочных продуктов переработки винограда как сорбенты экологически вредных веществ // Изв. вузов. Пищ. технология. № 2. 1998. C. 77-79.
6 Lozinsky V., Plieva M. Poly (vinyl alcohol) cryogels employed as matrices for cell immobilization // Enzyme Microb. Technol.№ 3.1998.Vol. 23. Р. 227–242.
7 Вебб К. Иммобилизованные клетки. Экологическая биотехнология. – М.: Наука, 1987. С. 278.
8 Clark S. Novinasive techniques in studies of immobilized cells // Proceedings of an International Symposium “Physiology of immobilized cells”. - Netherlands, 1990. P. 603-6129.
9 Долина Л.Ф. Сорбционные методы очистки производственных сточных вод. – Днепропетровск: Маяк, 2000. С. 84
10 Курдиш И.К. Взаимодействие микроорганизмов с твердыми материалами и его биотехнологическое значение // Микробиологический журнал. Т. 61, № 1. 1999. С. 60-73.
11 Звягинцев Д.Г. Почва и микроорганизмы. – М.: МГУ, 1987. С. 256
12 Колесов А.А. Инженерная энзимология на промышленном уровне. // Итоги науки и техники. Сер. биотехнология. Т. 18, № 4. 1989. С. 184-190.
13 Дигель И.Э. Влияние ионов переходных металлов и водорастворимых полимеров на прикрепление дрожжевых клеток к твердым поверхностям: автореферат.канд. биол. наук: 03.00.07. – Алматы, КазГНУ, 1998. С. 24.
14 Жубанова А.А., Шигаева М.Х. Получение высокоэффективных биокатализаторов на основе иммобилизованных клеток микроорганизмов // Вестник КазГУ. Сер. биол. № 3. 1997. С. 24-31.
15 Rensing Ch., Grass G. Esherichia coli mechanisms of copper homeostasis in a changing environment // FEMS Microbiol. № 27. 2003. P. 197-213
16 Марьин А.П., Феофилова Е.П., Шляпников Ю.А. Новый высокоактивный сорбент для очистки воды от ионов тяжелых и радиоактивных элементов // Фундаментальные науки - народному хозяйству. № 5. 1990. С. 270-271.
17 Агранович Г.И. Справочник по физико-химическим исследованиям объектов окружающей среды Л.: Судостроение, 1973. С. 648.
18 Таранова Л.А., Гришенок С.В., Радченко О.С. Микробная очистка сточных вод производства катионных ПАВ // Химия и технология воды. Т. 13, № 11. - 1991. С. 1051-1055.
19 Кощеенко К.А. Живые иммобилизованные клетки как биокатализаторы процессов трансформации и биосинтеза органических соединений//Прикладная биохимия и микробиология. Т. 17, № 2. 1981. С. 476-482.
20 Тихонова Л.С., Белоцерковский М.Ц. Повышение эффективности сорбции микроорганизмов на активированном угле при поляризации сорбента // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 25, № 2. 1989. С. 184 - 187.
21 Портной О.А., Николаев В.Г., Фридман Л.И. Исследование сорбции биологических веществ активированными углеродными волокнами // Химико-фармац. журнал. Т. 27, № 3. 1984. C. 360-364.
22 Буракаева А.Д., Русанов А.М., Ланух В.П. Роль микроорганизмов в очистке сточных вод от тяжелых металлов: Методическое пособие. - Оренбург: ОрГУ, 1999. С. 53.
23 Лопухин Ю.М., Молденков М.Н. Гемосорбция. - М.: Медицина, 1987. С. 300.
24 Лопухин Ю.М., Молденков М.Н. Гемосорбция. - М.: Медицина, 1987. С. 300.
25 Кузнецов Б.Н. Некоторые актуальные направления исследований в области химической переработки древесной биомассы и бурых углей // Химия в интересах устойчивого развития. Т. 46, № 9. 2001. С. 443-459.
26 Галушко Л.Я., Хазипов В.А., Пащенко Л.В., Саранчук В.И. Получение активированных углей из фруктовых косточек // Химия твердого топлива. Т. 56, № 3. 1998. С. 33-38.
27 Павлюк Н.Ю., Гуревич Н.А. Исследование свойств некоторых украинских сорбентов // Экотехнология и ресурсосбережение. Т. 66. № 5. 1999. С. 73-75.
28 Грибанов А.В., Сазанов Ю.Н. Карбонизация полимеров (обзор) // Журнал прикладной химии. Т. 70, № 6. 1997. С. 881-902.
29 Рудковский А.В., Парфенов О.Г., Щипко М.Л., Кузнецов Б.Н. Технология комплексной переработки кедровых орехов // Химия растительного сырья. № 1. 2000. С. 61-68.
30 Таипова Р.А., Мансурова Р.М., Мансуров З.А. Карбонизованные сорбенты на основе рисовой шелухи и рисовой сечки // Вестник КазНУ. Серия химическая.№ 2.2004.С. 91-96.
31 Козляк Е.И., Якимов И.Б., Уткин И.С. Физико-химические основы иммобилизации клеток методом сорбции // Прикладная биохимия и микробиология. Т. 27, № 6. 1991. С. 788-803.
32 Багреев А.А., Брошник А.П., Стрелко В.В., Тарасенко Ю.А. Активный уголь на основе скорлупы грецких орехов // Журнал прикладной химии. Т. 72, № 6. 1999. С. 942-946.
33 Махорин К.Е., Пищай И.Я. Физико-химические характеристики углеродных адсорбентов // Деминерализация воды. Т. 12, № 2. 1996. С. 74 - 83.
34 Кузнецов Б.Н. Химическая переработка ископаемых углей и древесины. –Красноярск: КГУ, 1999. С. 216.
35 Kutics K., Kotsis L., Szolcsanyi P., Argyelan J. Production of activated Carbon from Walnut shell I. Adsorption investigations and study application characteristics // Hungarian journal of Industrial Chemistry Veszprem. Vol. 12, № 5. 1984. Р. 319-327.
36 Lupashku T., Monahova L., Gonchar V. Adsorption properties of active Carbons obtained from food industry by-products // Revue Roumaine de Chimie. - Vol. 39, № 8.1994. Р. 909-916.
37 Поляков Н.С., Петухова Г.А., Касаткин А.А. Новое уравнение адсорбции для расчета параметров микропористой структуры // Известия Академии наук. Серия химическая. № 10. 1995. С. 1931-1933.
38 Кузнецов Б.Н. Термокаталитические процессы при получении химических продуктов из природных органических полимеров - ископаемых углей и древесной биомассы // Химия твердого топлива. Т. 86, № 2. 1999. С. 3-13.
39 Фёнелонов В.Б. Пористый углерод. - Новосибирск: ИК СО РАН, 1995. С. 320.
40 ГОСТ 2874-82. 1982. Вода питьевая. – М.: Госкомстандарт, 1982. С. 26.
41 Хиггинс П., Беста Д., Джонсон Д. Биотехнология. Принципы и применение. - М.: Мир, 1988. С. 480.
42 Жылыбаева Н.К., Уалиева П.С., Мансурова Р.М., Жубанова А.А. Модифицированные карбонизованные сорбенты многофункционального действия // Тез. докл. межд. симпозиум. «Хим. наука, как основа развития хим. промышленности Казахстана в XXI веке» Посв. 100-летию со дня рождения академика А.Б. Бектурова. - Алматы, 2001. С. 201-202.
Мазмұны бет
1.Кіріспе ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
0.1 Металдар - адам дамуындағы негіз болып табылады ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.2 Ауыр металдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7
1.3 Биосорбент, сорбционных үдерістің қағидалы негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... 10
1.4. Сорбцияның тетігі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... 13
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 13
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.1 Биосорбенттердің физикалық-химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз ... ... ... 14
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы ... ... ... ... ... ... ... . 15
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер ... ... . 16
3.3 Ауыр металл иондарын биосорбенттермен сорбциялау процесін зерделеу.. 19
3.3.1. Ауыр металл иондарына қатысты биосорбенттердің сорбциялық шапшаңдығы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Қосымшы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Жұмыстың жалпы сипаттамасы:
Бұл ғылыми жұмыс көміртектті тасымалдаушыға негізделе отырып биосербенттерді зерттеуге арналған карбонилденген қарағай үгіндісі , су қоймаларында ауыр металдарды иондарынан тазартуға келешекте тиімді.
Физика-химиялық әдіс бойынша келесі зерттеулер жүргізіледі.
Карбонилденген биосербенттердің(әдісін электронды) физика-химиялық сипаттаманы электронды микроскопия әдісімен анықтау ,атомды-адсорбциялы спектроскопия және элемент анализі , корбонизделген сорбиттердің сорбционды сипаттамаларын ауыр металдар ионына қатынасы бойынша анықтау.
Зерттеудің өзектілігі:
Ағынды суларды тазартуға байланысты сұраныстың өсуіне және мол қаражаттың бөлінуіне қарамастан, Қазақстанда су қоймалардың ластануы жылдан-жылға 4-5% өсіп отыр. Қазіргі уақытта Қазақстан көлдерінің құрамында ауыр минералдар иондарының жоғары көрсеткіші анықталып отыр, яғни олар микроорганизімдерден бастап балықтар және т.б қоректену тізбегі бойынша адамға жетеді, ақыр соңында адам ағзасына зиянды әсер етеді.
Өндірістік қалдықтарыдың су қоймаларына төгілуі экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеліп соғады.
Ағынды сулардың құрамындағы қоспалар Қазақстан Республикасының су ресурстарына қауіп төндіреді, яғни ол техникалық және ауыз суларын алуға қиындық туғызады.
Табиғатты ауыр металдар ионымен ластанудан сақтап қалу үшін белгілі әдістерді жетілдіріу керек және ағынды суларды тазартудың жаңа әдістерін дамыту. Карбонизацияланған екінші реттік өсімдік алынған өнімі тасымалдаушы сорбент ретінде келешекте жаңа материалдар ретінде үлкен маңызы бар.
Соңғы жылдары қатты заттарды тасымалдауға бекінген клетка микроорганизімдері үлкен басымдық көрсетіп отыр.
Бұл жағдайда олардың сорбционды белсенділігі белгілі дәрежеге дейін жоғарылайтындығы, функцияның ұзақтығы жоғарылайтындығы анықталған, яғни имобилизделген клетка микроорганизимдерге негізделген биосорбенттің жаңа түрін қолдану арқылы әр түрлі су қоймаларынан ауыр металлдарды жою үдерісінің нәтижесін арттыруға болады.
Иммобилизденген микроорганизимдер улы субстрактарға көпшілік жағдайда сезімталдығы әлсіз болады , олар өздерінің биохимиялық белсенділігін ұзақ уақыт сақтайды және агресивтті ортаға төзімді келеді. Мұндай биосербенттің әсер ету дәрежесі көпшілік жағдайда клетка және тасымалдаушы құрамымен анықталады.
Экспериментті анықтау бойынша мұндай бөлшектердің нано көлемді болып келеді, ал олардың жоғарғы бетінің дамуы тегіс емес, қатпарлы және т.б.
болып
табылады, ол нано бөлшектердің келешекте өзіндік клеткаларға байланысу дәрежесін басым түрде анықтайды .
Зерттеудің мақсаты:
Өндірістік ағындарды тазарту және физика-химиялық құрамын үйрену үшін ауыр минералдар ионына қатынасы бойынша жоғарғы сорбционды мөлшердегі корбонизделген материалдар негізінде биосорбенттерді алу .
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер орындалады :
Корбонизделген қарағай үгіндісінде ерекше сорбционды белсенді биосорбент алу;
Корбонизделінген биосорбенттердің ауыр минералдар иондарының қатынасынан сорбционды белсенділігі анықталады ;
Корбонизделген материалдар негізінде алынған сорбиттерді анықтау.
Зерттеудің нысаны:
Қарағай үгіндісіне негізделген корбонизделген биосорбент
Зерттелетін заттар ретінде.
Қарағай үгіндісіне негіздеген биосорбентінің ауыр минералдар иондарын физика-химиялық сорбциасы.
Ғылыми жұмыстың міндеттері:
Қарағай үгіндісіне негізделген өзіне тән минералды сорбциалаушы белсенділігі бар корбонизделген биосорбент жолымен алу.
Корбонизделген материалдар және микроорганизимдер негізделіп алынған биосорбит анықталды . Биосорбенттердің ауыр минералдар иондарына қатынасын сорбционды белсенділігі анықталды.
Зерттеудің теорялық маңыздылығы:
Корбонизделген материалдар негізінде алынған биосорбенттерді зерттеу нәтижесі және олардың қасиеттерін білу ағынды суларды тазартудың жаңа технологиясын алуға мүмкіндік жасайды, сонымен қатар ерітінділер қосылысынан минералдарды алу.
Практикалық маңыздылығы:
Корбонизделген қарағай үгіндісіне негізделген биосорбенттер ауыр минералдар ионына және ертінділер қоспаланған әр түрлі минералдар алудан қолдануды ұсынады.
Зерттеушінің өзіндік үлесі: ретінде экспериментті өткізу және қорытынды жасау.
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану.
3.1 Металдар - адам дамуындағы негіз болып табылады.
Ксенобиотиктер арасынан ең негізгі орын ауыр металлдар және тұздар құрайды, яғни оның көп мөлшерін қоршаған ортаға тастайды.[2] Оларға белгілі улы элементтер (қорғасын, кадмий, хром, сынап, және алюминий) және эссенциялық микроэлементтер (темір, цинк, мыс, және марганец). Байланыстың беріктігі, металдың организмдегі катионының туысқандығының дәрежесін функциялық химиялық тобын да тек қана ортақ улағыштықты анықтап қоймай, және таңдаушылық немесе әрекеттің ерекшелігін де анықтайды. Осыны мынадай мысалда, барлық маталарда таралған биологиялық маңызды функциялық топтың - сульфгидрилден бақылауға болады. Олай болса, бүршіктің мынадай металдармен бұзылуы, сынап немесе кадмийдің, олардың SH- топтарына бүршікті матасының туысқандығын түсіндіреді.
Негізінен активті кофермент орталығындағы орналасқан микрокөлемді организмге қажетті металдар, олар: қорғасын, мыс, цинк, мыщяк, сынап, кадмий, хром, алюминий.[3]
Сондықтан олардың қолданылуы көлемі жоғары екені таңқаларлық емес. Егер элемент табысы оның қалыпты тасымалынан биохимиялық цикльдегі тасымалдаудан 10 есе артса, онда мұндай элемент ластаушы элемент деп қаралу керек.[4]
Қазіргі уақытта көп металдарды бұл нормадан 15-20 есеге асқан. Әсіресе қоршаған ортаны ауыр металдармен ластау қауіпті.[5]
Бір жағынан олар физиологиялық процестердің дұрыс өтуіне қажет, ал бірақ, уақыттан жоғары концентрацияда болса олар зиян.Олардың ионмен байланысынан организмге түскен бірнеше ферменттер мен байланыста олардың белсенділігін төмендетеді.Қазіргі кезде токсиндер қатарына Д.И.Менделеевтің периодтық кестесіндегі 50-ден аса атомдық бірлігі бар,40-тан металдар,яғни:ванадий,хром,марганец ,темір,кобальт,никель,мыс,цинк,моли бден,кадмий,сынап,қорғасын,висмут және т.б.Барлық делік элементтер ауыр металдар тобына жататын биологиялық белсенді элемент[6].Қоршаған ортаның көкейкесті сұрағының бірі ол қалдықтармен байланысты,көбінесе ол көп токсинді болып келеді және бойында металл қоспаларының ерітінділері болады.[7]Металдың иондары табиғи судың негізгі компоненттерінің бірі болып табылады.[8]Қоршаған ортаның шарттарына тәуелді болу(рНқышқылды қалпына келтіру болып табылады)олар әр түрлі кезеңдерде пайда болады және органикалық емес заттардың тізіміне кіре отыра металл органикалық қосылыстар оларға ерітінді бола алады.Минералды органикалық қосындылардың тізіміне кіреді.[9]
Сулы ортаға түскен кезде металл келесі сатыларға бөлінеді.[10]
-металдың ерітінді формасы
-сорбиттелген және аккумульденген фитопланктондар ,яғни микроорганизмдер
-сулы ортадағы минералды бөлшегін айтамыз
-сулы ортадағы еріткіштің формасы
-адсорбиннің формасындағы бөліктері
-адсорбин оксиді және гидроксид пен темір
-кез келген формалар мен байланысқан органикалық заттардың металлорганикалық формадағы комплексі.
Қазіргі уақытта консохимиялық кеңселерде кеңінен биотехникалық жүйе қолданылады,судың сапасы екі кезеңді тазартудан соң зиянды келтіретін заттары болмай таза болады.Қоршаған ортаны ластаудың кесірінен микроорганизмді индустриалды райондардың таралуына әкеп соқты.[11]
Металдар метобализм кезеңдеріне әсер етеді,олардың әсерін клеткаларға тасиды.Ауыр металдардың катионы әсер етуі мүмкін гидроксильге,корбоксильге,фосфатқа, аминтоптарға,нәруыздың нуклеотидтер,коферменттер,фосфолипи дтер қасиеттерін өзгертетін,құрамына аталып кеткен топтар кіреді.Ингибирленген ферменттер жүйесінің нәтижесінде бұзылады тыныс алуы ,ақуыз синтезі мен РНҚ,цитоплазма мембранасының жүйесі.[12]Кейбір микроорганизмдер жоғары концентрациялы ауыр металдар ионына үйлестіріледі.Микроорганизмдердің қоректенуі үшін қатысады,және міндетті түрде төмен концентратта қатысуы тиіс.Металдардың кез келгені жоғары конценттратты болуыда жеткілікті.Қазіргі биотехнологияға бактериядағы штаммның бөлінуі,ауыр металлдарға тұрақты болуы өте маңызды.[13]
Ауыр металлдардың төменгі концентрациясы микроорганизмдердің өсуіне әсер етеді.[14] Шындығында,осы ауыр металлдар,яғни Co,Cu ,Fe,микроорганизидерге тамақтануына қажет,бірақ концентрациясы өте аз мөлшерде болуы керек.Әрбір жоғары концентрациялы металлдар микроорганизмдер үшін улы болып келеді [15]. Адсорбционды әдістің әсерлілігі [16], ең алдымен онда қолданылатын адсорбенттің құрамын, тесікшелі құрылысының жоғарғы қабатының сапалылығы мен миханикалық беріктігін осылар арқылы адсорбенттің жоғарғы сатыда тазартылуын және бірнеше реттік қолдануын анықтауға болады. Оның құндылығы да бұл жерде маңызды рөл атқарады.
1.2Ауыр металдар
Ауыр металдар немесе көлемді ластағыш заттарды сипаттайтын топ жайлы түсінік соңғы кезде жақсы таралған. Ғылыми және жеке жұмыстарда авторлар осы терминнің мағынасын әр түрлі етіп жеткізген. Осыған орай ауыр металлдардың тобына жататын элементтер көлемі шектен тыс өзгереді. Көптеген сипаттаулар: атомдық масса, тығыздық, улылығы, табиғи ортада таралуы табиғи және техногенді циклге еліктеу дәрежесі осыған критерий ретінде қолданылады. Оған қоса категорияға бөлу шарттары: олардың тірі организмдерге уытты, биоаккумуляция және биомагнификация қабілеті маңызды рөл атқарады. Жалпы алғанда осыған ұқсас металлдар (қорғасын, кадмий, висмут оларға жатпайды, өйткені олардың биологиялық маңыздылығы қазіргі күнде анықталмаған), көптеген ферменттер қатарына кіреді және биологиялық процесстерге үздіксіз қатысады.
Табиғи сулардағы металл канцентрациясын реттеп отыратын, олардың химиялық реакциясының қабілетін, биологиялық қол жетімділігі мен улылығы, тек қана құр мазмұнын біліп қана қоймай, металлдың бос және байланған формасының құрамын білу маңызды факторларды түсіну үшін қажет.
Гальванды цехтер, тау кен өндіретін мекемелер, қара және түсті металлургия, көлік жасау зауыттарының ағынды суларындағы ауыр металдар суларды ластау көзі болып табылады. Ауыр металдар тыңайтқыш және пестицидтердің құрамында болып және ауыл шаруашылығындағы су құбырларына ағынды сулар арқылы түсуі мүмкін.
Табиғи сулардағы ауыр металлдардың канцентрациясының жоғарылауы көбінесе ластанудың басқа түрлерінен яғни қышқылданудан болады. Қышқылды шашынның жаууы рH мәнінің төмендеуіне және бос күйіндегі сорбенттелген минералдар мен органикалық заттарға ауысуына әсер етеді.
Кобальт. Табиғи сулар құрамына кобальттің байланысы мысты және кендерді шығару процессі арқылы оларды топырақтан организмдер мен өсімдіктердің жайылуынан және металлургиялық , металл өңдеу және химиялық зауыттардың ағынды сулары арқылы түседі. Кобальттің біраз көлемі топырақтан өсетін және жануарлар организмдерінің жайылуынан алынады. Кобальттің байланысы табиғи суларда ерітілген және өлшегіш күйінде, рH мағынасы мен температурасы, химиялық құрамының өзара көлемдік қатынасы анықталады. Негізінен комплексті байланыс яғни табиғи сулардағы органикалық заттар ерітілген формада ұсынылған. Еківалентті кобальттің байланысы жоғарғы суларға тән. Қышқылдың болуынан үшвалентті кобальттің шамалы конценрациясы пайда болуы мүмкін. Кобальт биологиялық белсенді элемент қатарына жатады және әрқашан жануарлар мен өсімдіктердің организмінде болады. Олардың топырақ құрамында, өсімдікте кобальттің аз болуы жануарларда қанның азаюына әсер етеді(орманды қаралтым зона). В12 витаминінің құрамына кіре отырып, кобальт азотты заттардың келіп түсуіне әсер ете отырып, биосинтезді тездетіп және өсімдік құрамындағы ақуыз азотының жоғарылауына әсер етеді. Оған қоса кобальттің қосындысының жоғары концентрациясы зиянды болып келеді. Ластанбаған және жартылай ластанған өзен суларының құрамында, 1дм3 суда оннан мың милиграммға дейін жетеді. ПДК құрамы 0,1мгдм3, ПДК 0,01мгдм3.
Мыс. Мыс - маңызды микроэлементтердің бірі. Мыстың физикалық белсенділігі қышқылды-қалыпқа келтіргіш ферменттердің белсенді құрамына кіруімен байланысты.Топырақта мыстың құрамының аз болуы ақуыздың синтезіне , майлар мен витаминдерге кері әсерін тигізе отырып, өсімдіктердің азотты сіңіруіне әсер етеді. Оған қоса мыстың артық концентрациясы өсімдіктер мен жануарларға кері әсерін тигізеді.Мыстың табиғи су құрамындағы көлемі 2-ден 30мкгдм3. Мыстың концентрациясының жоғарылауы (бірнеше граммнан литрге дейін) қышқылды кен суларына тән.
Табиғи суларда көбінесе Сu (II) байланысы жиі кездеседі. Сu (I) байланысынан көп таралған суда қиын еритіндер Cu2O, Cu2S, Cu, Cl. Сулы ортада лигандардың болуымен қатар олардың әр түрлі жеке комплекстік формаларын, гидрооксидтер диссоцияциясының тепе-теңдігін, аквионды металлдар тепе-теңдігін есепке алған жөн. Табиғи суларда мыстың пайда болуының негізгі көзі ол ағынды суларының химиялық мекемелерде, металлургиялық өндірісте, шахталардың суында, альдегидтті реагенттерді балдырларды жою үшін қолданылады. Мыс мысты құбыр өткізгіштер және басқа да қолданылатын су құбырларының жабдықтарында каррозия әсерінен пайда болуы мүмкін.
Жер ас ты суларындағы мыстың құрамы таулы кендермен судың арақатынасы шартталған, оның құрамында ( халькопирит, халькозин, ковеллин, борнит, малахит, азурит, хризаколла, бротантин) [17]. Мыстың су құбыры суларының құрамында санитарлы-тұрмыстық су қолдану концентрациясының көлемі шамамен-0.1 мгдм3 (зияндылардың лимитті белгісі-ортақ санитарлылық) , балық шаруашылығының су құбырында-0.001мгдм3 құрайды.
Қорғасын. Қорғасын - жағымсыз жағдайда уланудың себебі болатын кәсіптік у . Адам организіміне маңызды демалу және ас қорыту жүйесі арқылы енеді. Организмнен тез кетпейді, сүйекте және бауыр мен бүйректе жиналып қалады. Мыстың (ПДК) 0.03мгдм3 құрайды. Судағы жүк тасымалдау көлігінде жанармай құрамында антидетанатор және қалалы аймақтардағы жоғары су ағындыларының құрамында болуынан табиғи суда тетраэтил мысы пайда болады.
Берілген зат жоғарғы улы зат, және кумулятивті қасиетке ие. Тетраэтилді мыстың су құбыры суының құрамында яғни, шаруашылық-ауыз суы, мәдени-тұрмыстық және балық шаруашылығына жұмсалмайды (ПДК-ның жоқтығы). Мыстың жер үсті суларында пайда болуының қарапайым көзі болып эндогенді(галенит) және экзогенді( англезит, церуссит және т.б) минералдардың еру процессі жатады. Көбінесе қоршаған ортадағы көмірмен күйдіру, маторлы жанғыш заттар құрамында антидетанатор ретіндегі тетраэтил мысын қолдану, сулы обьектілерге ағынды суларын шығаратын кен байыту фабрикалары, химиялық өндірістер, шахталар және т.б әсерінен мыстардың көлемі артуда. Мыс концентрацияларының төмендеуінің қарапайым факторы суда адсорбциялаудың өлшенуі мен олардың үгінділерінің жиналуы. Басқа металлдарға қарағанда мыс бөлініп алынады және өлшенген( сорбиттелген) күйде болады. ерітілген формада минералды және органоминералды комплекс ретінде және қарапайым ион ретінде, ал ерітілмеген формада басты сульфидті, сульфит және корбонат түрінде кездеседі.Өзен суларында мыс концентрациясы 1дм3-тан 10мг-ға дейін жетуі көп емес. Тек қана хлорильді термалды сулардағы мыстың концентрациясы кейде ғана 1дм3-қа жетеді.
1.3 Биосорбенттер, сорбциялық процесстердің теориялық негізі.
Биосорбенттер - газ және бу секілді (ерітінділердің) байланысқан сіңірілуіне қолданылатын қатты және сұйық заттар. Биосорбент терминіне адсорбент, абсорбент, ион айырбастау материалдары және комплекс түзушілер жатады. Биосорбент сорбитпен әрекеттесіп және байланысатын қасиетке ие. Бұл әрекеттесу көп компонентті жүйеде ортақ қоспадан сорбентті бөліп шығаруды қамтамасыз етеді. Сорбенттердің әрбіріне тән өзіндік ерекшелігі мен қасиеті бар. Адсорбент адсорбиттелген заттарды өз бөлігінде ұстап тұрады. Заттар өз бөлігінде газ-ерітінді және ерітінді-ерітінді болып адсорбиттеле алады, бірақ маңызды практикалық қатынаста өз бөлігіндегі қатты фазадағы газ немесе ерітіндіні адсорбциялау жүйесі қолданылады. Қатты адсорбент қалыпты жағдайда үрленген, ішкі түзілуі бар, түйіршіктелген қалыпта қолданылады. Ішкі қабаты өте дамыған және құрылысымен қиылысатын тесікшелерінің кіші диаметрімен анықталады [18].
Сорбенттер бес типке бөлінеді, олар: жіңішке диспертті ұнтақ, үрленген бұрыш, ион айырбастау гелі, үрленген ерітінді, молекулярлы сүзгіштір. Бұл типтерді әр түрлі, керісінше басқа типтілердің жиі болатын жағдайы деп қарастырмауымыз керек. Медицина - биологиялық бағалаудан сұйық мембрана өтуде мысалға бұл сұйықтықты аталып кеткен сорбенттердің бірде-бір түріне жатқызуға болмайды.
Адсорбенттердің адсорбционды құрылысы оның химиялық құрамы мен үстіңгі қабатының физиологиялық жағжайына, үрленуінің құрамына және жеке қабатына (ол 1гр заттардың қабатында болатын) байланысты. Үрленбеген адсорбенттер (үгітілген кристаллдар, ұсақ кристалды, үгінділер, түтін бөлшектері, күл ) 1м2г-нан 500м2г-ға дейінгі жеке қабаттардан тұрады. Жеке үрленген адсорбенттің қабатын (силикагель, алюмогель, алюмосиликатты катализаторлар, белсендірілген көмір) құрамы 1000м 2г дейін жетеді. Термиялық жайылып кету немесе көмірқышқылдың толық жанбауынан (сождан), элементорганикалық және галогенді байланыстардың жануынан (жоғарғы дисперлі кремнезема-аэрокүшінен) үрленбеген жоғары дисперлі адсорбентті аламыз. Үрленген адсорбенттерді келесі жолдармен алуға болады:
- дөрекі дисперлі химиялық қатты денелі әрекеттесуден тесікшелі тор жасау арқылы;
- Золден-колоидті ерітіндіден геоль жасау арқылы;
- цеолит тәрізді тесікшелі кристалдардың катализатор ретінде маңызы зор, адсорбенттер мен молекулярлы сүзгішті синтездеу арқылы.
Адсорбентті корбониттер термиялық жайылуынан, оксалаттан, гидроқышқылдардан, кейбір полимерлерден, вакуммдегі қатты денелердің айдауынан және т.б әдістермен алынады. Сорбенттер ретінде қолданылатын препараттарға құрылысының қаттылығы және мәнберерлік( әдеттегідей) физикалық, ионды сорбция жатады. Әсіресе ескі сорбенттер белсендірілген көмір - физикалық сорбцияға, ал ионды сорбцияға- пектилді заттар мен күнбағыс азық түлігі, яғни құрамындыкөп болуы.
Белсендірілген көмірден әдетте молекулалық массасы көп, яғни оннан бірнеше мың дальтон-азотты шлактарды(креатинин, несеп қышқылы, индол, гуанид негізі, полиамин және т.б), нейромедиаторлар( адреналин, норадреналин, серотонин, ацетилхолин), аминқышқылдар, триглицериттер, қаныққан және қанықпаған майлы қышқылдар, қант, кетоқышқыл, ақуыз компоненттері, стероидты гормондарды бөліп шығаруға болады. Оған қоса, сорбциялауға ауыр металлдар да ілінеді, олар: алколоидтар, гипнотиктер, антидепресанттар, анальгетиктер, антипиретиктер, хлорланған көмірсулар, фосфорорганикалық инсектицидтер, гербцидтер, дефолианттар және т.б. Белсенді көмірқышқылының таңдау қасиетінің аздығынан , оған концентрациясы жоғары және заттардың ерітінді қоспасының жоғарғы дәрежелі компоненті оған сорбиттеледі.
Сорбциялауға арналған препараттардың арасында көмірлі, кремді және полимерлі сорбент қолданылады. Энтеросорбцияға көбінесе СКН маркілі көмірлі сорбент яғни қаныққан корбонит қолданылады.
1.4 Сорбциялау механизмі.
Қоспаларды ең алдымен сорбинттің түйіршігінің сыртқы қабатына диффундирлейді. Кейін ішкі дифузия арқылы мембрананы, егер түйіршіктер инкапсульденген болса, адсорбит макропорадан мезопораға өтеді сол жерде көлемді толу жолы арқылы адсорбция процессі жүзеге асады. Сорбенттердің жұту қабілеті үрленбелі құрылысымен түсіндіріледі. Адсорбциалынатын заттардың молекула аралық диаметрі мен тесікшелердің сызықты көлеміне сай келуі қажет. Микробты клеткаларының деструкциясына сорбенттердің сыртқы қабаты және әр түрлі потогенді бактериялардың арасындағы спецификалық емес әрекеттесу. Бұл әрекеттесу екі сатыдан өтеді: біріншіден, басты ролде алыстан әсер ететіндер, ал сосын, жақыннан әрекет ететін электростатистикалы күш және клеткалардың арасынан пайда болатын және сорбенттердің қабатынан функционалды тобымен ара қатынасы. Адгезияның (жабысып қалу) көп сатысын сорбенттердің және микроорганизмдердің көлемінің сай келуін қамтамасыз етеді.
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу
Үлгілердің карбонизациялау процесі изотермиялық жағдайларда өткізілді.
Үлгілердің өзгеруі айналмалы реакторда және 100-750 °С.темперетурада жүргізілді
Қондырғыны сызбасы 1. Суретте көрсетілген
Сурет 1. өсімдік және минералдық шикізатты карбонизациялауға арналған қондырғының сызбасы.
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі
Зерттелу үлгілерінің бетінде көміртектің болуын анықтау карбонизацияланған үлгінің қалқасын оттектің қоспаларынан тазартылған қырманда күйдіру негізіндегі әдіс арқылы жүзеге асырылады. Күйдіру үшін түр-тұлғасы қыздырылуы реттелетін көлденең трубкалы пешті елестететін қондырғы пайдаланылды. Оттегі үлгінің үстінен өте көп мөлшерде өтті. Өртену барысында пайда болған көміртек диоксиді оттегі ағынымен әкетіліп, Ba(OH)2. ерітіндісімен жұтылып отырды. Көміртектің пайыздық құрамы пайда болған барий карбонатының көлемімен анықталып саналды. Әдістің кемшілігі 2-4 %.
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау
Үлгіні тұрақты массаға дейін кептіріп, оны ұнтақталған жағдайға дейін үгітеді, ұнтақ күйінде өлшеп, (V, мл) көлемін алу үшін белгілі бір көлемді (m, г) алады.
Мл мөлшерін пикнометрмен бірдей бөлу арқылы анықтайды, ол үшін пикнометрде көрсетілген белгіге дейін тазартылған су толтырылып, судың қанша бөлікке көтерілетін анықталады. Үлгілердің тығыздылығы мына формула бойынша анықталады
(1):
, (гсм3), (1)
m-үлгі массасы;
V-объем. Кемшілігі - 2-3 %.
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ
3.1 Биосорбенттердің физикалық-химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз
Пайда болған КС ерекшелігі шикізат жарамдылығының мінездемесінен, белсенділік әдісі мен оның жағдайына байланысты. Егер, карбонизацияланбаған шығыс материалы химиялық белсенділендіру үдерісі барысында белсенділігі жоғары, микроқуыстары кең, бірақ пайдалану барысында қолданылатын органикалық емес қосындылары бар көмір алынатын болса, ал алдымен пиролизге жүгіндірілген кейіннен су буымен белсендірілген сол материал ешқандай қоспасыз негізінен қуыстарды құрайтын шикізат береді. Материал құрылымы, элементтердің морфологиясы, қуыстардың пішіні және көлемі беткі қабаты мен өткіздігінің салыстырмалылығын анықтайды. Әдебиеттердегі мағлұматтардың талдауы карбонизациялау орталығының белсенділігін түрлендіріп немесе өзгертуге болады, онымен бірге гидрофильді адсорбенттердің беткі жағын көміртекпен мақсатты түрлендіріп, бір мезетте шикізаттың уақ тесікті құрылымын сақтап оған гидрофильді-гидрофобты және гидрофильді өң беруге болатындығын көрсетті.
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы
Аргон тогында, айналмалы құрыш реакторында (2 айнмин) жүргізілген карбонизациялау барысында СО салмағының өзгеруі зерттелді. Алынған нәтиже 2 суретте ұсынылған.
ИК спектрларындағы карбонизацияланған формадағы СО спектрлік суреттері біршама өзгеріске түскен. ИК-спектрінің 650 ºС температуралықта карбонизацияланған СО талдауы оларда сіңірушілік жолағының белсенділігі келесі топтарда азайғандығын көрсеткен: NH2, -С-ОН, -С=О ( 2 есе), жолақтар пайда болады СС-байланысты (2170 см-1). Бұл құрылымда жартылай араматтандырылған көміртектердің бар екендігін көрсетеді.
а) бастапқы СО, б) 650 °С температурада карбонизацияланған СО.
Сурет 2. Бастапқы және карбонизациядан кейінгі СО-ның ИК-спектрлары.
300-850 С температурада КС-тарда келесі жартылай араматтық көміртектер теңестірілген: пирен 720 см[-1], 850 см[-1] температурада сіңіру таяқшасына тең; коронен - 547 см[-1], 1320 см[-1]; флюорантен - 600 см[-1], 740 см[-1], 820 см[-1]. Сіңіру таяқшасына теңестіру әдебиет бойынша бізге танымал әдіс арқылы жүргізілген. 1284, 1183, 577, 528 см-1 толқынды сағаттарда белсенді белсенді сіңіру таяқшаларының ИК-спектрларында КС С60.молекуласы бекітілген.
Осыған байланысты ИК-спектрлардың талдауынан барлық КС-тарда біріктірілу байқалатынын айтуға болады, карбонильді (1600-1800 см-1), карбоксильді (1000-1300 см-1), гидроксильді, фенольді (3700-3200 см-1) және аминді (3500-3300 см-1) топтармен. Оған қоса, осы мәлімметерге сүйеніп СО карбонизациясы барысында толуолдың, жанар-жағар майдың ароматтық біріктірулері болатынын және де карбонизациялаудың температурасы жоғарылаған сайын полициклдық ароматты біріктіруде конденсатталатынын айтуға болады.
Біз түрлі температурада карбонизациялауға түскен СО элементтік талдауын жүргіздік.
Осыған сәйкес элементтік талдау әдісі арқылы корбанизациялау температурасы көтерілген сайын құрамындағы көміртек ұлғаятыны белгілі болды.
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер
Судың ластану деңгейіне байланысты оның шамамен пайдалану ортасына сәйкес тазартудың түрлі әдістері қолданылады, бірақ қай жағдайда болса да судың шаруашылық-ауызсу жарамдылығы әрекет етуші стандарттарға байланысты анықталады. 2874-82 ГОСТ талабы табиғи сулардың химиялық құрамы 20 көрсеткіштен тұратын болуы тиіс дейді. Дәлірек айтсақ көрсеткіштердің бір тобы тұрғындарының денсаулығы үшін судың қауіпсіздігін қамтамасыз етсе, екіншісі судың органолептикалық құрамының бұзылмауын қадағалайды. Қала тұрғындарын қамтамасыз ететін ауызсудың басым бөлігі көлдерден және басқа да табиғи суқоймаларынан алынады. Бірақ біздегі су қоймаларының жағдайлары өте мүшкіл халде, тіпті ондағы су адам үшін экологиялық қауіп төндіретін жағдайда [40].
Шаруашылық ағын суларды тазарту оның ластануы мен оны тазартатын механикалық, биохимиялық, физико-химиялық, химиялық өңдеу ж.б. әдістердің сапасына байланысты. Ағын суларды көмір-биосорбенттермен тазарту өздігінен жүргізілетін технологиялық процессті елестетеді. Ол үнемі басқа да тәсілдермен (коагуляциялық, флотациялық, сүзгілік) кешенді түрде жүзеге асырыла береді. Адсорбциялауды ағын сулардан қиын алынатын тотығу және спецификалық, органикалық кірлеулерден тазарту үшін қолданылады. Ол ағындарды тазартудың биохимиялық әдістерінің тиімсіздігінен немесе оны қолдануға болмайтын жағдайларда әсіресе кәсіпорын жүйесінің бекітулін құрғанда пайдаланылады.
3.2.1 Карбонизацияланған материалдар ерітіндісінен ауыр металл иондарын сорбциялау
Ағын суды тазарту үшін түрлі табиғи және қолдан жасалған биосорбенттер пайдаланылады бірақ биосорбенттерді іздеудің жеделдігіне қарамастан АУ биосорбентіндей тиімді биосорбент ойланып табылған жоқ. Бүгінгі күні су ерітінділерінен сорбциялау үшін АУ-дың түйіршіктелген және ұнтақ түрлері қолданылады [41].
КС-тің түрлі металлдарға қатысты, атап айтқанда мед, кадмий, қорғасынға қатысты патенциалдық мүмкіндігін зерттеу бойынша тәжірибелер жүргізілген. КС сорбциялық шапшаңдығы бір металлдық ортаға енгізіліп... канцентрацияда, сондай-ақ үш металл бір уақытта бірдей мөлшерде енгізіліп зерделенді.
1 кестеде СО негізінде КС металдар ионын сорбциялаудың зерттеуі бойынша нәтижелері көрсетілген. Онда металдардың сорбциясы биосорбент корбонизациясы температурасының көтерлуімен ұлғаю процесін байқаймыз. Егер 650 °С температурада карбонизацияланған СО 87 % мыс ионын, 93% кадмиді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
1.Кіріспе ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 3
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
0.1 Металдар - адам дамуындағы негіз болып табылады ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 5
1.2 Ауыр металдар ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 7
1.3 Биосорбент, сорбционных үдерістің қағидалы негіздері ... ... ... ... ... ... .. ... ... 10
1.4. Сорбцияның тетігі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 12
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ ... ... ... ... ... ... ... 13
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 13
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 13
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 14
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 14
3.1 Биосорбенттердің физикалық-химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз ... ... ... 14
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы ... ... ... ... ... ... ... . 15
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер ... ... . 16
3.3 Ауыр металл иондарын биосорбенттермен сорбциялау процесін зерделеу.. 19
3.3.1. Ауыр металл иондарына қатысты биосорбенттердің сорбциялық шапшаңдығы ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. 20
Қорытынды ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 30
Қолданылған әдебиеттер тізімі ... ... ... ... ... ... ... . ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 31
Қосымшы ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ..
Кіріспе
Жұмыстың жалпы сипаттамасы:
Бұл ғылыми жұмыс көміртектті тасымалдаушыға негізделе отырып биосербенттерді зерттеуге арналған карбонилденген қарағай үгіндісі , су қоймаларында ауыр металдарды иондарынан тазартуға келешекте тиімді.
Физика-химиялық әдіс бойынша келесі зерттеулер жүргізіледі.
Карбонилденген биосербенттердің(әдісін электронды) физика-химиялық сипаттаманы электронды микроскопия әдісімен анықтау ,атомды-адсорбциялы спектроскопия және элемент анализі , корбонизделген сорбиттердің сорбционды сипаттамаларын ауыр металдар ионына қатынасы бойынша анықтау.
Зерттеудің өзектілігі:
Ағынды суларды тазартуға байланысты сұраныстың өсуіне және мол қаражаттың бөлінуіне қарамастан, Қазақстанда су қоймалардың ластануы жылдан-жылға 4-5% өсіп отыр. Қазіргі уақытта Қазақстан көлдерінің құрамында ауыр минералдар иондарының жоғары көрсеткіші анықталып отыр, яғни олар микроорганизімдерден бастап балықтар және т.б қоректену тізбегі бойынша адамға жетеді, ақыр соңында адам ағзасына зиянды әсер етеді.
Өндірістік қалдықтарыдың су қоймаларына төгілуі экологиялық тепе-теңдіктің бұзылуына әкеліп соғады.
Ағынды сулардың құрамындағы қоспалар Қазақстан Республикасының су ресурстарына қауіп төндіреді, яғни ол техникалық және ауыз суларын алуға қиындық туғызады.
Табиғатты ауыр металдар ионымен ластанудан сақтап қалу үшін белгілі әдістерді жетілдіріу керек және ағынды суларды тазартудың жаңа әдістерін дамыту. Карбонизацияланған екінші реттік өсімдік алынған өнімі тасымалдаушы сорбент ретінде келешекте жаңа материалдар ретінде үлкен маңызы бар.
Соңғы жылдары қатты заттарды тасымалдауға бекінген клетка микроорганизімдері үлкен басымдық көрсетіп отыр.
Бұл жағдайда олардың сорбционды белсенділігі белгілі дәрежеге дейін жоғарылайтындығы, функцияның ұзақтығы жоғарылайтындығы анықталған, яғни имобилизделген клетка микроорганизимдерге негізделген биосорбенттің жаңа түрін қолдану арқылы әр түрлі су қоймаларынан ауыр металлдарды жою үдерісінің нәтижесін арттыруға болады.
Иммобилизденген микроорганизимдер улы субстрактарға көпшілік жағдайда сезімталдығы әлсіз болады , олар өздерінің биохимиялық белсенділігін ұзақ уақыт сақтайды және агресивтті ортаға төзімді келеді. Мұндай биосербенттің әсер ету дәрежесі көпшілік жағдайда клетка және тасымалдаушы құрамымен анықталады.
Экспериментті анықтау бойынша мұндай бөлшектердің нано көлемді болып келеді, ал олардың жоғарғы бетінің дамуы тегіс емес, қатпарлы және т.б.
болып
табылады, ол нано бөлшектердің келешекте өзіндік клеткаларға байланысу дәрежесін басым түрде анықтайды .
Зерттеудің мақсаты:
Өндірістік ағындарды тазарту және физика-химиялық құрамын үйрену үшін ауыр минералдар ионына қатынасы бойынша жоғарғы сорбционды мөлшердегі корбонизделген материалдар негізінде биосорбенттерді алу .
Қойылған мақсатқа жету үшін келесі міндеттер орындалады :
Корбонизделген қарағай үгіндісінде ерекше сорбционды белсенді биосорбент алу;
Корбонизделінген биосорбенттердің ауыр минералдар иондарының қатынасынан сорбционды белсенділігі анықталады ;
Корбонизделген материалдар негізінде алынған сорбиттерді анықтау.
Зерттеудің нысаны:
Қарағай үгіндісіне негізделген корбонизделген биосорбент
Зерттелетін заттар ретінде.
Қарағай үгіндісіне негіздеген биосорбентінің ауыр минералдар иондарын физика-химиялық сорбциасы.
Ғылыми жұмыстың міндеттері:
Қарағай үгіндісіне негізделген өзіне тән минералды сорбциалаушы белсенділігі бар корбонизделген биосорбент жолымен алу.
Корбонизделген материалдар және микроорганизимдер негізделіп алынған биосорбит анықталды . Биосорбенттердің ауыр минералдар иондарына қатынасын сорбционды белсенділігі анықталды.
Зерттеудің теорялық маңыздылығы:
Корбонизделген материалдар негізінде алынған биосорбенттерді зерттеу нәтижесі және олардың қасиеттерін білу ағынды суларды тазартудың жаңа технологиясын алуға мүмкіндік жасайды, сонымен қатар ерітінділер қосылысынан минералдарды алу.
Практикалық маңыздылығы:
Корбонизделген қарағай үгіндісіне негізделген биосорбенттер ауыр минералдар ионына және ертінділер қоспаланған әр түрлі минералдар алудан қолдануды ұсынады.
Зерттеушінің өзіндік үлесі: ретінде экспериментті өткізу және қорытынды жасау.
Иммобелизденген микроорганизмдерді сорбциялау технологиясында иондардан ауыр металдарды тазарту арқылы қолдану.
3.1 Металдар - адам дамуындағы негіз болып табылады.
Ксенобиотиктер арасынан ең негізгі орын ауыр металлдар және тұздар құрайды, яғни оның көп мөлшерін қоршаған ортаға тастайды.[2] Оларға белгілі улы элементтер (қорғасын, кадмий, хром, сынап, және алюминий) және эссенциялық микроэлементтер (темір, цинк, мыс, және марганец). Байланыстың беріктігі, металдың организмдегі катионының туысқандығының дәрежесін функциялық химиялық тобын да тек қана ортақ улағыштықты анықтап қоймай, және таңдаушылық немесе әрекеттің ерекшелігін де анықтайды. Осыны мынадай мысалда, барлық маталарда таралған биологиялық маңызды функциялық топтың - сульфгидрилден бақылауға болады. Олай болса, бүршіктің мынадай металдармен бұзылуы, сынап немесе кадмийдің, олардың SH- топтарына бүршікті матасының туысқандығын түсіндіреді.
Негізінен активті кофермент орталығындағы орналасқан микрокөлемді организмге қажетті металдар, олар: қорғасын, мыс, цинк, мыщяк, сынап, кадмий, хром, алюминий.[3]
Сондықтан олардың қолданылуы көлемі жоғары екені таңқаларлық емес. Егер элемент табысы оның қалыпты тасымалынан биохимиялық цикльдегі тасымалдаудан 10 есе артса, онда мұндай элемент ластаушы элемент деп қаралу керек.[4]
Қазіргі уақытта көп металдарды бұл нормадан 15-20 есеге асқан. Әсіресе қоршаған ортаны ауыр металдармен ластау қауіпті.[5]
Бір жағынан олар физиологиялық процестердің дұрыс өтуіне қажет, ал бірақ, уақыттан жоғары концентрацияда болса олар зиян.Олардың ионмен байланысынан организмге түскен бірнеше ферменттер мен байланыста олардың белсенділігін төмендетеді.Қазіргі кезде токсиндер қатарына Д.И.Менделеевтің периодтық кестесіндегі 50-ден аса атомдық бірлігі бар,40-тан металдар,яғни:ванадий,хром,марганец ,темір,кобальт,никель,мыс,цинк,моли бден,кадмий,сынап,қорғасын,висмут және т.б.Барлық делік элементтер ауыр металдар тобына жататын биологиялық белсенді элемент[6].Қоршаған ортаның көкейкесті сұрағының бірі ол қалдықтармен байланысты,көбінесе ол көп токсинді болып келеді және бойында металл қоспаларының ерітінділері болады.[7]Металдың иондары табиғи судың негізгі компоненттерінің бірі болып табылады.[8]Қоршаған ортаның шарттарына тәуелді болу(рНқышқылды қалпына келтіру болып табылады)олар әр түрлі кезеңдерде пайда болады және органикалық емес заттардың тізіміне кіре отыра металл органикалық қосылыстар оларға ерітінді бола алады.Минералды органикалық қосындылардың тізіміне кіреді.[9]
Сулы ортаға түскен кезде металл келесі сатыларға бөлінеді.[10]
-металдың ерітінді формасы
-сорбиттелген және аккумульденген фитопланктондар ,яғни микроорганизмдер
-сулы ортадағы минералды бөлшегін айтамыз
-сулы ортадағы еріткіштің формасы
-адсорбиннің формасындағы бөліктері
-адсорбин оксиді және гидроксид пен темір
-кез келген формалар мен байланысқан органикалық заттардың металлорганикалық формадағы комплексі.
Қазіргі уақытта консохимиялық кеңселерде кеңінен биотехникалық жүйе қолданылады,судың сапасы екі кезеңді тазартудан соң зиянды келтіретін заттары болмай таза болады.Қоршаған ортаны ластаудың кесірінен микроорганизмді индустриалды райондардың таралуына әкеп соқты.[11]
Металдар метобализм кезеңдеріне әсер етеді,олардың әсерін клеткаларға тасиды.Ауыр металдардың катионы әсер етуі мүмкін гидроксильге,корбоксильге,фосфатқа, аминтоптарға,нәруыздың нуклеотидтер,коферменттер,фосфолипи дтер қасиеттерін өзгертетін,құрамына аталып кеткен топтар кіреді.Ингибирленген ферменттер жүйесінің нәтижесінде бұзылады тыныс алуы ,ақуыз синтезі мен РНҚ,цитоплазма мембранасының жүйесі.[12]Кейбір микроорганизмдер жоғары концентрациялы ауыр металдар ионына үйлестіріледі.Микроорганизмдердің қоректенуі үшін қатысады,және міндетті түрде төмен концентратта қатысуы тиіс.Металдардың кез келгені жоғары конценттратты болуыда жеткілікті.Қазіргі биотехнологияға бактериядағы штаммның бөлінуі,ауыр металлдарға тұрақты болуы өте маңызды.[13]
Ауыр металлдардың төменгі концентрациясы микроорганизмдердің өсуіне әсер етеді.[14] Шындығында,осы ауыр металлдар,яғни Co,Cu ,Fe,микроорганизидерге тамақтануына қажет,бірақ концентрациясы өте аз мөлшерде болуы керек.Әрбір жоғары концентрациялы металлдар микроорганизмдер үшін улы болып келеді [15]. Адсорбционды әдістің әсерлілігі [16], ең алдымен онда қолданылатын адсорбенттің құрамын, тесікшелі құрылысының жоғарғы қабатының сапалылығы мен миханикалық беріктігін осылар арқылы адсорбенттің жоғарғы сатыда тазартылуын және бірнеше реттік қолдануын анықтауға болады. Оның құндылығы да бұл жерде маңызды рөл атқарады.
1.2Ауыр металдар
Ауыр металдар немесе көлемді ластағыш заттарды сипаттайтын топ жайлы түсінік соңғы кезде жақсы таралған. Ғылыми және жеке жұмыстарда авторлар осы терминнің мағынасын әр түрлі етіп жеткізген. Осыған орай ауыр металлдардың тобына жататын элементтер көлемі шектен тыс өзгереді. Көптеген сипаттаулар: атомдық масса, тығыздық, улылығы, табиғи ортада таралуы табиғи және техногенді циклге еліктеу дәрежесі осыған критерий ретінде қолданылады. Оған қоса категорияға бөлу шарттары: олардың тірі организмдерге уытты, биоаккумуляция және биомагнификация қабілеті маңызды рөл атқарады. Жалпы алғанда осыған ұқсас металлдар (қорғасын, кадмий, висмут оларға жатпайды, өйткені олардың биологиялық маңыздылығы қазіргі күнде анықталмаған), көптеген ферменттер қатарына кіреді және биологиялық процесстерге үздіксіз қатысады.
Табиғи сулардағы металл канцентрациясын реттеп отыратын, олардың химиялық реакциясының қабілетін, биологиялық қол жетімділігі мен улылығы, тек қана құр мазмұнын біліп қана қоймай, металлдың бос және байланған формасының құрамын білу маңызды факторларды түсіну үшін қажет.
Гальванды цехтер, тау кен өндіретін мекемелер, қара және түсті металлургия, көлік жасау зауыттарының ағынды суларындағы ауыр металдар суларды ластау көзі болып табылады. Ауыр металдар тыңайтқыш және пестицидтердің құрамында болып және ауыл шаруашылығындағы су құбырларына ағынды сулар арқылы түсуі мүмкін.
Табиғи сулардағы ауыр металлдардың канцентрациясының жоғарылауы көбінесе ластанудың басқа түрлерінен яғни қышқылданудан болады. Қышқылды шашынның жаууы рH мәнінің төмендеуіне және бос күйіндегі сорбенттелген минералдар мен органикалық заттарға ауысуына әсер етеді.
Кобальт. Табиғи сулар құрамына кобальттің байланысы мысты және кендерді шығару процессі арқылы оларды топырақтан организмдер мен өсімдіктердің жайылуынан және металлургиялық , металл өңдеу және химиялық зауыттардың ағынды сулары арқылы түседі. Кобальттің біраз көлемі топырақтан өсетін және жануарлар организмдерінің жайылуынан алынады. Кобальттің байланысы табиғи суларда ерітілген және өлшегіш күйінде, рH мағынасы мен температурасы, химиялық құрамының өзара көлемдік қатынасы анықталады. Негізінен комплексті байланыс яғни табиғи сулардағы органикалық заттар ерітілген формада ұсынылған. Еківалентті кобальттің байланысы жоғарғы суларға тән. Қышқылдың болуынан үшвалентті кобальттің шамалы конценрациясы пайда болуы мүмкін. Кобальт биологиялық белсенді элемент қатарына жатады және әрқашан жануарлар мен өсімдіктердің организмінде болады. Олардың топырақ құрамында, өсімдікте кобальттің аз болуы жануарларда қанның азаюына әсер етеді(орманды қаралтым зона). В12 витаминінің құрамына кіре отырып, кобальт азотты заттардың келіп түсуіне әсер ете отырып, биосинтезді тездетіп және өсімдік құрамындағы ақуыз азотының жоғарылауына әсер етеді. Оған қоса кобальттің қосындысының жоғары концентрациясы зиянды болып келеді. Ластанбаған және жартылай ластанған өзен суларының құрамында, 1дм3 суда оннан мың милиграммға дейін жетеді. ПДК құрамы 0,1мгдм3, ПДК 0,01мгдм3.
Мыс. Мыс - маңызды микроэлементтердің бірі. Мыстың физикалық белсенділігі қышқылды-қалыпқа келтіргіш ферменттердің белсенді құрамына кіруімен байланысты.Топырақта мыстың құрамының аз болуы ақуыздың синтезіне , майлар мен витаминдерге кері әсерін тигізе отырып, өсімдіктердің азотты сіңіруіне әсер етеді. Оған қоса мыстың артық концентрациясы өсімдіктер мен жануарларға кері әсерін тигізеді.Мыстың табиғи су құрамындағы көлемі 2-ден 30мкгдм3. Мыстың концентрациясының жоғарылауы (бірнеше граммнан литрге дейін) қышқылды кен суларына тән.
Табиғи суларда көбінесе Сu (II) байланысы жиі кездеседі. Сu (I) байланысынан көп таралған суда қиын еритіндер Cu2O, Cu2S, Cu, Cl. Сулы ортада лигандардың болуымен қатар олардың әр түрлі жеке комплекстік формаларын, гидрооксидтер диссоцияциясының тепе-теңдігін, аквионды металлдар тепе-теңдігін есепке алған жөн. Табиғи суларда мыстың пайда болуының негізгі көзі ол ағынды суларының химиялық мекемелерде, металлургиялық өндірісте, шахталардың суында, альдегидтті реагенттерді балдырларды жою үшін қолданылады. Мыс мысты құбыр өткізгіштер және басқа да қолданылатын су құбырларының жабдықтарында каррозия әсерінен пайда болуы мүмкін.
Жер ас ты суларындағы мыстың құрамы таулы кендермен судың арақатынасы шартталған, оның құрамында ( халькопирит, халькозин, ковеллин, борнит, малахит, азурит, хризаколла, бротантин) [17]. Мыстың су құбыры суларының құрамында санитарлы-тұрмыстық су қолдану концентрациясының көлемі шамамен-0.1 мгдм3 (зияндылардың лимитті белгісі-ортақ санитарлылық) , балық шаруашылығының су құбырында-0.001мгдм3 құрайды.
Қорғасын. Қорғасын - жағымсыз жағдайда уланудың себебі болатын кәсіптік у . Адам организіміне маңызды демалу және ас қорыту жүйесі арқылы енеді. Организмнен тез кетпейді, сүйекте және бауыр мен бүйректе жиналып қалады. Мыстың (ПДК) 0.03мгдм3 құрайды. Судағы жүк тасымалдау көлігінде жанармай құрамында антидетанатор және қалалы аймақтардағы жоғары су ағындыларының құрамында болуынан табиғи суда тетраэтил мысы пайда болады.
Берілген зат жоғарғы улы зат, және кумулятивті қасиетке ие. Тетраэтилді мыстың су құбыры суының құрамында яғни, шаруашылық-ауыз суы, мәдени-тұрмыстық және балық шаруашылығына жұмсалмайды (ПДК-ның жоқтығы). Мыстың жер үсті суларында пайда болуының қарапайым көзі болып эндогенді(галенит) және экзогенді( англезит, церуссит және т.б) минералдардың еру процессі жатады. Көбінесе қоршаған ортадағы көмірмен күйдіру, маторлы жанғыш заттар құрамында антидетанатор ретіндегі тетраэтил мысын қолдану, сулы обьектілерге ағынды суларын шығаратын кен байыту фабрикалары, химиялық өндірістер, шахталар және т.б әсерінен мыстардың көлемі артуда. Мыс концентрацияларының төмендеуінің қарапайым факторы суда адсорбциялаудың өлшенуі мен олардың үгінділерінің жиналуы. Басқа металлдарға қарағанда мыс бөлініп алынады және өлшенген( сорбиттелген) күйде болады. ерітілген формада минералды және органоминералды комплекс ретінде және қарапайым ион ретінде, ал ерітілмеген формада басты сульфидті, сульфит және корбонат түрінде кездеседі.Өзен суларында мыс концентрациясы 1дм3-тан 10мг-ға дейін жетуі көп емес. Тек қана хлорильді термалды сулардағы мыстың концентрациясы кейде ғана 1дм3-қа жетеді.
1.3 Биосорбенттер, сорбциялық процесстердің теориялық негізі.
Биосорбенттер - газ және бу секілді (ерітінділердің) байланысқан сіңірілуіне қолданылатын қатты және сұйық заттар. Биосорбент терминіне адсорбент, абсорбент, ион айырбастау материалдары және комплекс түзушілер жатады. Биосорбент сорбитпен әрекеттесіп және байланысатын қасиетке ие. Бұл әрекеттесу көп компонентті жүйеде ортақ қоспадан сорбентті бөліп шығаруды қамтамасыз етеді. Сорбенттердің әрбіріне тән өзіндік ерекшелігі мен қасиеті бар. Адсорбент адсорбиттелген заттарды өз бөлігінде ұстап тұрады. Заттар өз бөлігінде газ-ерітінді және ерітінді-ерітінді болып адсорбиттеле алады, бірақ маңызды практикалық қатынаста өз бөлігіндегі қатты фазадағы газ немесе ерітіндіні адсорбциялау жүйесі қолданылады. Қатты адсорбент қалыпты жағдайда үрленген, ішкі түзілуі бар, түйіршіктелген қалыпта қолданылады. Ішкі қабаты өте дамыған және құрылысымен қиылысатын тесікшелерінің кіші диаметрімен анықталады [18].
Сорбенттер бес типке бөлінеді, олар: жіңішке диспертті ұнтақ, үрленген бұрыш, ион айырбастау гелі, үрленген ерітінді, молекулярлы сүзгіштір. Бұл типтерді әр түрлі, керісінше басқа типтілердің жиі болатын жағдайы деп қарастырмауымыз керек. Медицина - биологиялық бағалаудан сұйық мембрана өтуде мысалға бұл сұйықтықты аталып кеткен сорбенттердің бірде-бір түріне жатқызуға болмайды.
Адсорбенттердің адсорбционды құрылысы оның химиялық құрамы мен үстіңгі қабатының физиологиялық жағжайына, үрленуінің құрамына және жеке қабатына (ол 1гр заттардың қабатында болатын) байланысты. Үрленбеген адсорбенттер (үгітілген кристаллдар, ұсақ кристалды, үгінділер, түтін бөлшектері, күл ) 1м2г-нан 500м2г-ға дейінгі жеке қабаттардан тұрады. Жеке үрленген адсорбенттің қабатын (силикагель, алюмогель, алюмосиликатты катализаторлар, белсендірілген көмір) құрамы 1000м 2г дейін жетеді. Термиялық жайылып кету немесе көмірқышқылдың толық жанбауынан (сождан), элементорганикалық және галогенді байланыстардың жануынан (жоғарғы дисперлі кремнезема-аэрокүшінен) үрленбеген жоғары дисперлі адсорбентті аламыз. Үрленген адсорбенттерді келесі жолдармен алуға болады:
- дөрекі дисперлі химиялық қатты денелі әрекеттесуден тесікшелі тор жасау арқылы;
- Золден-колоидті ерітіндіден геоль жасау арқылы;
- цеолит тәрізді тесікшелі кристалдардың катализатор ретінде маңызы зор, адсорбенттер мен молекулярлы сүзгішті синтездеу арқылы.
Адсорбентті корбониттер термиялық жайылуынан, оксалаттан, гидроқышқылдардан, кейбір полимерлерден, вакуммдегі қатты денелердің айдауынан және т.б әдістермен алынады. Сорбенттер ретінде қолданылатын препараттарға құрылысының қаттылығы және мәнберерлік( әдеттегідей) физикалық, ионды сорбция жатады. Әсіресе ескі сорбенттер белсендірілген көмір - физикалық сорбцияға, ал ионды сорбцияға- пектилді заттар мен күнбағыс азық түлігі, яғни құрамындыкөп болуы.
Белсендірілген көмірден әдетте молекулалық массасы көп, яғни оннан бірнеше мың дальтон-азотты шлактарды(креатинин, несеп қышқылы, индол, гуанид негізі, полиамин және т.б), нейромедиаторлар( адреналин, норадреналин, серотонин, ацетилхолин), аминқышқылдар, триглицериттер, қаныққан және қанықпаған майлы қышқылдар, қант, кетоқышқыл, ақуыз компоненттері, стероидты гормондарды бөліп шығаруға болады. Оған қоса, сорбциялауға ауыр металлдар да ілінеді, олар: алколоидтар, гипнотиктер, антидепресанттар, анальгетиктер, антипиретиктер, хлорланған көмірсулар, фосфорорганикалық инсектицидтер, гербцидтер, дефолианттар және т.б. Белсенді көмірқышқылының таңдау қасиетінің аздығынан , оған концентрациясы жоғары және заттардың ерітінді қоспасының жоғарғы дәрежелі компоненті оған сорбиттеледі.
Сорбциялауға арналған препараттардың арасында көмірлі, кремді және полимерлі сорбент қолданылады. Энтеросорбцияға көбінесе СКН маркілі көмірлі сорбент яғни қаныққан корбонит қолданылады.
1.4 Сорбциялау механизмі.
Қоспаларды ең алдымен сорбинттің түйіршігінің сыртқы қабатына диффундирлейді. Кейін ішкі дифузия арқылы мембрананы, егер түйіршіктер инкапсульденген болса, адсорбит макропорадан мезопораға өтеді сол жерде көлемді толу жолы арқылы адсорбция процессі жүзеге асады. Сорбенттердің жұту қабілеті үрленбелі құрылысымен түсіндіріледі. Адсорбциалынатын заттардың молекула аралық диаметрі мен тесікшелердің сызықты көлеміне сай келуі қажет. Микробты клеткаларының деструкциясына сорбенттердің сыртқы қабаты және әр түрлі потогенді бактериялардың арасындағы спецификалық емес әрекеттесу. Бұл әрекеттесу екі сатыдан өтеді: біріншіден, басты ролде алыстан әсер ететіндер, ал сосын, жақыннан әрекет ететін электростатистикалы күш және клеткалардың арасынан пайда болатын және сорбенттердің қабатынан функционалды тобымен ара қатынасы. Адгезияның (жабысып қалу) көп сатысын сорбенттердің және микроорганизмдердің көлемінің сай келуін қамтамасыз етеді.
2 МАТЕРИАЛДАР, ОБЬЕКТІЛЕР ЖӘНЕ ЗЕРТТЕУ ӘДІСТЕРІ
2.1 Карбонизацияланған биосорбенттерді алу
Үлгілердің карбонизациялау процесі изотермиялық жағдайларда өткізілді.
Үлгілердің өзгеруі айналмалы реакторда және 100-750 °С.темперетурада жүргізілді
Қондырғыны сызбасы 1. Суретте көрсетілген
Сурет 1. өсімдік және минералдық шикізатты карбонизациялауға арналған қондырғының сызбасы.
2.2 Көміртегінің құрамын анықтау әдісі
Зерттелу үлгілерінің бетінде көміртектің болуын анықтау карбонизацияланған үлгінің қалқасын оттектің қоспаларынан тазартылған қырманда күйдіру негізіндегі әдіс арқылы жүзеге асырылады. Күйдіру үшін түр-тұлғасы қыздырылуы реттелетін көлденең трубкалы пешті елестететін қондырғы пайдаланылды. Оттегі үлгінің үстінен өте көп мөлшерде өтті. Өртену барысында пайда болған көміртек диоксиді оттегі ағынымен әкетіліп, Ba(OH)2. ерітіндісімен жұтылып отырды. Көміртектің пайыздық құрамы пайда болған барий карбонатының көлемімен анықталып саналды. Әдістің кемшілігі 2-4 %.
2.3 Карбонизацияланған үлгінің тығыздылығын анықтау
Үлгіні тұрақты массаға дейін кептіріп, оны ұнтақталған жағдайға дейін үгітеді, ұнтақ күйінде өлшеп, (V, мл) көлемін алу үшін белгілі бір көлемді (m, г) алады.
Мл мөлшерін пикнометрмен бірдей бөлу арқылы анықтайды, ол үшін пикнометрде көрсетілген белгіге дейін тазартылған су толтырылып, судың қанша бөлікке көтерілетін анықталады. Үлгілердің тығыздылығы мына формула бойынша анықталады
(1):
, (гсм3), (1)
m-үлгі массасы;
V-объем. Кемшілігі - 2-3 %.
3 ЗЕРТТЕУДІҢ ҚОРЫТЫНДЫСЫН ТАЛҚЫЛАУ
3.1 Биосорбенттердің физикалық-химиялық ерекшелігін түрлі температурада карбонизациялау арқылы алынған қарағай үгіндісінің негізінде аламыз
Пайда болған КС ерекшелігі шикізат жарамдылығының мінездемесінен, белсенділік әдісі мен оның жағдайына байланысты. Егер, карбонизацияланбаған шығыс материалы химиялық белсенділендіру үдерісі барысында белсенділігі жоғары, микроқуыстары кең, бірақ пайдалану барысында қолданылатын органикалық емес қосындылары бар көмір алынатын болса, ал алдымен пиролизге жүгіндірілген кейіннен су буымен белсендірілген сол материал ешқандай қоспасыз негізінен қуыстарды құрайтын шикізат береді. Материал құрылымы, элементтердің морфологиясы, қуыстардың пішіні және көлемі беткі қабаты мен өткіздігінің салыстырмалылығын анықтайды. Әдебиеттердегі мағлұматтардың талдауы карбонизациялау орталығының белсенділігін түрлендіріп немесе өзгертуге болады, онымен бірге гидрофильді адсорбенттердің беткі жағын көміртекпен мақсатты түрлендіріп, бір мезетте шикізаттың уақ тесікті құрылымын сақтап оған гидрофильді-гидрофобты және гидрофильді өң беруге болатындығын көрсетті.
3.1.1 Қарағай үгіндісін жоғары температурада карбонизациялаудың шикізаттың бастапқы салмағы мен көміртек құрамын өзгертуге ықпалы
Аргон тогында, айналмалы құрыш реакторында (2 айнмин) жүргізілген карбонизациялау барысында СО салмағының өзгеруі зерттелді. Алынған нәтиже 2 суретте ұсынылған.
ИК спектрларындағы карбонизацияланған формадағы СО спектрлік суреттері біршама өзгеріске түскен. ИК-спектрінің 650 ºС температуралықта карбонизацияланған СО талдауы оларда сіңірушілік жолағының белсенділігі келесі топтарда азайғандығын көрсеткен: NH2, -С-ОН, -С=О ( 2 есе), жолақтар пайда болады СС-байланысты (2170 см-1). Бұл құрылымда жартылай араматтандырылған көміртектердің бар екендігін көрсетеді.
а) бастапқы СО, б) 650 °С температурада карбонизацияланған СО.
Сурет 2. Бастапқы және карбонизациядан кейінгі СО-ның ИК-спектрлары.
300-850 С температурада КС-тарда келесі жартылай араматтық көміртектер теңестірілген: пирен 720 см[-1], 850 см[-1] температурада сіңіру таяқшасына тең; коронен - 547 см[-1], 1320 см[-1]; флюорантен - 600 см[-1], 740 см[-1], 820 см[-1]. Сіңіру таяқшасына теңестіру әдебиет бойынша бізге танымал әдіс арқылы жүргізілген. 1284, 1183, 577, 528 см-1 толқынды сағаттарда белсенді белсенді сіңіру таяқшаларының ИК-спектрларында КС С60.молекуласы бекітілген.
Осыған байланысты ИК-спектрлардың талдауынан барлық КС-тарда біріктірілу байқалатынын айтуға болады, карбонильді (1600-1800 см-1), карбоксильді (1000-1300 см-1), гидроксильді, фенольді (3700-3200 см-1) және аминді (3500-3300 см-1) топтармен. Оған қоса, осы мәлімметерге сүйеніп СО карбонизациясы барысында толуолдың, жанар-жағар майдың ароматтық біріктірулері болатынын және де карбонизациялаудың температурасы жоғарылаған сайын полициклдық ароматты біріктіруде конденсатталатынын айтуға болады.
Біз түрлі температурада карбонизациялауға түскен СО элементтік талдауын жүргіздік.
Осыған сәйкес элементтік талдау әдісі арқылы корбанизациялау температурасы көтерілген сайын құрамындағы көміртек ұлғаятыны белгілі болды.
3.2 Суды ауыр металл иондарынан тазартуға арналған биосорбенттер
Судың ластану деңгейіне байланысты оның шамамен пайдалану ортасына сәйкес тазартудың түрлі әдістері қолданылады, бірақ қай жағдайда болса да судың шаруашылық-ауызсу жарамдылығы әрекет етуші стандарттарға байланысты анықталады. 2874-82 ГОСТ талабы табиғи сулардың химиялық құрамы 20 көрсеткіштен тұратын болуы тиіс дейді. Дәлірек айтсақ көрсеткіштердің бір тобы тұрғындарының денсаулығы үшін судың қауіпсіздігін қамтамасыз етсе, екіншісі судың органолептикалық құрамының бұзылмауын қадағалайды. Қала тұрғындарын қамтамасыз ететін ауызсудың басым бөлігі көлдерден және басқа да табиғи суқоймаларынан алынады. Бірақ біздегі су қоймаларының жағдайлары өте мүшкіл халде, тіпті ондағы су адам үшін экологиялық қауіп төндіретін жағдайда [40].
Шаруашылық ағын суларды тазарту оның ластануы мен оны тазартатын механикалық, биохимиялық, физико-химиялық, химиялық өңдеу ж.б. әдістердің сапасына байланысты. Ағын суларды көмір-биосорбенттермен тазарту өздігінен жүргізілетін технологиялық процессті елестетеді. Ол үнемі басқа да тәсілдермен (коагуляциялық, флотациялық, сүзгілік) кешенді түрде жүзеге асырыла береді. Адсорбциялауды ағын сулардан қиын алынатын тотығу және спецификалық, органикалық кірлеулерден тазарту үшін қолданылады. Ол ағындарды тазартудың биохимиялық әдістерінің тиімсіздігінен немесе оны қолдануға болмайтын жағдайларда әсіресе кәсіпорын жүйесінің бекітулін құрғанда пайдаланылады.
3.2.1 Карбонизацияланған материалдар ерітіндісінен ауыр металл иондарын сорбциялау
Ағын суды тазарту үшін түрлі табиғи және қолдан жасалған биосорбенттер пайдаланылады бірақ биосорбенттерді іздеудің жеделдігіне қарамастан АУ биосорбентіндей тиімді биосорбент ойланып табылған жоқ. Бүгінгі күні су ерітінділерінен сорбциялау үшін АУ-дың түйіршіктелген және ұнтақ түрлері қолданылады [41].
КС-тің түрлі металлдарға қатысты, атап айтқанда мед, кадмий, қорғасынға қатысты патенциалдық мүмкіндігін зерттеу бойынша тәжірибелер жүргізілген. КС сорбциялық шапшаңдығы бір металлдық ортаға енгізіліп... канцентрацияда, сондай-ақ үш металл бір уақытта бірдей мөлшерде енгізіліп зерделенді.
1 кестеде СО негізінде КС металдар ионын сорбциялаудың зерттеуі бойынша нәтижелері көрсетілген. Онда металдардың сорбциясы биосорбент корбонизациясы температурасының көтерлуімен ұлғаю процесін байқаймыз. Егер 650 °С температурада карбонизацияланған СО 87 % мыс ионын, 93% кадмиді ... жалғасы
Сіз бұл жұмысты біздің қосымшамыз арқылы толығымен тегін көре аласыз.
Ұқсас жұмыстар
Пәндер
- Іс жүргізу
- Автоматтандыру, Техника
- Алғашқы әскери дайындық
- Астрономия
- Ауыл шаруашылығы
- Банк ісі
- Бизнесті бағалау
- Биология
- Бухгалтерлік іс
- Валеология
- Ветеринария
- География
- Геология, Геофизика, Геодезия
- Дін
- Ет, сүт, шарап өнімдері
- Жалпы тарих
- Жер кадастрі, Жылжымайтын мүлік
- Журналистика
- Информатика
- Кеден ісі
- Маркетинг
- Математика, Геометрия
- Медицина
- Мемлекеттік басқару
- Менеджмент
- Мұнай, Газ
- Мұрағат ісі
- Мәдениеттану
- ОБЖ (Основы безопасности жизнедеятельности)
- Педагогика
- Полиграфия
- Психология
- Салық
- Саясаттану
- Сақтандыру
- Сертификаттау, стандарттау
- Социология, Демография
- Спорт
- Статистика
- Тілтану, Филология
- Тарихи тұлғалар
- Тау-кен ісі
- Транспорт
- Туризм
- Физика
- Философия
- Халықаралық қатынастар
- Химия
- Экология, Қоршаған ортаны қорғау
- Экономика
- Экономикалық география
- Электротехника
- Қазақстан тарихы
- Қаржы
- Құрылыс
- Құқық, Криминалистика
- Әдебиет
- Өнер, музыка
- Өнеркәсіп, Өндіріс
Қазақ тілінде жазылған рефераттар, курстық жұмыстар, дипломдық жұмыстар бойынша біздің қор #1 болып табылады.
Ақпарат
Қосымша
Email: info@stud.kz