Волювач О.В., к.х.н., ст.н.сп.

Одеський національний університет імені І.І. Мечникова

E-mail: ol.voliuvach@yandex.ru; voluvach@mail.ru

АДСОРБЦІЯ БРОМІДУ ГЕКСАДЕЦИЛПІРИДИНІЮ І ДОДЕЦИЛСУЛЬФАТУ НАТРІЮ НА ПРИРОДНИХ АДСОРБЕНТАХ

Із усіх спеціальних методів очистки води від токсичних поверхнево-активних речовин (ПАР) адсорбційний метод є найбільш простим, менш коштовним, легким у здійсненні та, найголовніше, ефективним [1]. В якості адсорбентів було використано дешеву та легкодоступну в Україні глину і хітозан (15% адсорбенту хітину і 85% біодеградуємого полімеру хітозану), що володіють підвищеною щодо ПАР адсорбційною та іонообмінною здатністю.

Проведені дослідження по адсорбції деяких найпоширеніших представників катіонних і аніонних ПАР відповідно броміду гексадецилпіридинію (БГДП широко використовується на різних стадіях технологічних процесів для поліпшення колоїдно-хімічних властивостей тощо [2]) і додецилсульфату натрію (ДДСН, що є основною складовою частиною синтетично миючих засобів [2]) із їх індивідуальних модельних водних розчинів на природних адсорбентах (глина – Г; хітозан – Х; глина, модифікована хітозаном (Г + Х)) представлені у таблиці.

Величину рН було встановлено за допомогою 0,1 н розчинів NaOH і НCl. Досліди по адсорбції проведено при температурі 20 ± 2⁰ С, що є дуже близькою до температури промислових стоків. Після адсорбції полютантів на Г, Х і (Г + Х) надосадочні розчини були проаналізовані фотометрично на залишковий вміст (С_зал.) у них БГДП і ДДСН відповідно в присутності метилоранжу і метиленової сині.

Таблиця

Адсорбція броміду гексадецилпіридинію (БГДП) і додецилсульфату натрію (ДДСН) із модельних водних розчинів на глині (Г), хітозані (Х) та глині, модифікованій хітозаном (Г + Х), при різних значеннях рН середовища

№	Адсор- бент	Наважка адсорбенту, г на 1 дм^3	рН	Сзал. (БГДП), мг/дм^3	Ступінь очистки води (α) від БГДП, %	рН	Сзал. (ДДСН), мг/дм^3	Ступінь очистки води (α) від ДДСН, %
1	Г	1,0	5,9	3,0	97,0	5,9	85,0	15,0
2	Г	3,0	5,9	2,5	97,5	5,9	78,0	22,0
3	Г	5,0	5,9	1,5	98,5	5,8	75,0	25,0
4	Г	5,0	9,1	1,0	99,0	9,45	60,0	40,0
5	Х	1,0	9,1	73,0	27,0	9,45	75,0	25,0
6	Х	3,0	9,1	8,0	92,0	9,45	90,0	10,0
7	Х	5,0	9,1	2,0	98,0	9,45	90,0	10,0
8	Г + Х	1,0 + 1,0	2,9	1,0	99,0	3,0	5,0	95,0
9	Г + Х	1,0 + 1,0	5,4	0,5	99,5	5,8	95,0	5,0
10	Г + Х	1,0 + 3,0	5,4	0,4	99,6	5,8	88,0	12,0
11	Г + Х	3,0 + 1,0	5,4	2,0	98,0	5,8	75,0	25,0
Умови адсорбції: С^0 (БГДП) = 100 мг/дм^3; С^0 (ДДСН) = 100 мг/дм^3; V (розчину БГДП) = 100 мл; V (розчину ДДСН) = 100 мл; t = 18 ^0С

Перевагами адсорбції досліджуваних полютантів, особливо це стосується біологічно “жорсткої“ катіонної ПАР броміду гексадецилпіридинію [3] (ГДК ≤ 0,15 мг/дм³, крім того, одним із органолептичних показників його токсичності є піноутворення) на дешевій глині, модифікованій у кислому (рН 3) і слабко кислому середовищі (рН = 5,45,8) нетоксичним легкодоступним біодеградуємим полімером хітозаном є: зменшення витрати глини з 5 г до 1 г на обробку 1 дм³ води (рН = 5,45,9), забрудненої катіонною ПАР (98,5 ±1 %) та зменшення часу обробки води з 60 до 30 хв.

Очистка води від аніонної ПАР додецилсульфату натрію при рН = 5,8 на модифікованій глині, що сама по своїй природі є катіонообмінником, майже не відбувається (ступінь вилучення складає лише 5 %), але в кислому середовищі (рН = 3), біополімер хітозан, що обгортає наночасточки глини, суттєво сприяє адсорбції поверхнево-активних аніонів за рахунок протонування аміногрупи –NH₂. І, таким чином, залишковий вміст додецилсульфату натрію в надосаді складає 2-5 мг/дм³ (що відповідає усім нормам, які висуваються щодо скидання біологічно “м’яких“ ПАР-містячих технологічних розчинів у міську каналізацію [4]).

Література:

1. Тарасевич Ю.И. Природные сорбенты в процессах очистки воды. – К.: Наук. думка, 1981. – 208 с.

2. Шевердяев О.Н., Белов П.С., Шкитов А.М. Поверхностно-активные вещества. Свойства, технология, применение, экологические проблемы / Под ред. П.С. Белова. – М.: Изд-во ВЗПИ, 1992. – 171 с.

3. Волювач О.В. Колоїдно-хімічні закономірності вилучення солей гексадецилпіридинію із водних розчинів: Дис. ...канд. хім. Наук: 02.00.11. – Київ, 2006. – 135 с.

4. ДСТУ 3812-98 Охорона довкілля та раціональне поводження з ресурсами. Контроль оперативних стічних вод очисних споруд міст і промислових підприємств: Загальні положення. – Введ. 1999.07.01. – Офіц. вид. – К.: Держстандарт України, 1999. – IV. 6 с.