Сорбционный потенциал вермикулита для очистки загрязненных вод от ионов свинца и меди

Предложен новый подход к снижению опасности загрязнения оз. Байкал надшламовыми водами путем их абсорбции сорбирующим слоем терморасширенного вермикулита. Исследована сорбция и десорбция типичных представителей тяжелых металлов – меди и свинца – на двух коммерческих образцах вермикулита с различной плотностью – М-150 и BBT-100 – в статических и динамических условиях. Показано, что основной минералогической фазой в составе данных образцов является хорошо окристаллизованный флогопит (М-150) и гидрофлогопит (ВВТ-100). Сравнение сорбции металлов в условиях моно- и комбинированного загрязнения выявило, что медь обладает в два раза большим сродством к вермикулиту по сравнению со свинцом (0,56 и 0,32 ммоль/г соответственно). Отмечено существенное преимущество гидрофлогопита по сравнению с флогопитом в условиях динамической сорбции, что позволило рекомендовать данный тип минерального сырья для очистки вод от комбинированного загрязнения тяжелыми металлами.

1. Dagdag O., Quadri T.W., et al. An overview of heavy metal pollution and control. Heavy metals in the environment: Management strategies for global pollution. ACS Symposium Series. 2023. Vol. 1456. P. 3—24.

2. Kotelnikova A.D. et al. Assessment of the structure, composition, and agrochemical properties of fly ash and ashand-slug waste from coal-fired power plants for their possible use as soil ameliorants. J. Clean. Prod. 2022. Vol. 333. 130088.

3. Чебыкин Е.П., Дамбинов Ю.А., Сутурин А.Н. Многоэлементный анализ надшламовых вод карт-накопителей Байкальского целлюлозно-бумажного комбината для выбора стратегии ремедиации территории.Вода и экология: проблемы и решения. 2020. №. 4 (84). C. 67—80.

4. Abollino O. et al. Interaction of metal ions with montmorillonite and vermiculite.Appl. Clay Sci. 2008. Vol. 38. №. 3—4. P. 227—236.

5. Hashem F.S., Amin M.S., El-Gamal S.M.A. Chemical activation of vermiculite to produce highly efficient material for Pb and Cd removal.Appl. Clay Sci. 2015. Vol. 115. P. 189—200.

6. Badawy N.A., El-Bayaa A.A., Abd AlKhalik E. Vermiculite as an exchanger for copper (II) and Cr (III) ions, kinetic studies.Ionics. 2010. Vol. 16. №. 8. P. 733—739.

7. Malandrino M. et al. Adsorption of heavy metals on vermiculite: influence of pH and organic ligands. J. Colloid Interface Sci. 2006. Vol. 299. №. 2. P. 537—546.

8. Padilla-Ortega E., Leyva-Ramos R., Mendoza-Barron J. Role of electrostatic interactions in the adsorption of cadmium (II) from aqueous solution onto vermiculite.Appl. Clay Sci. 2014. Vol. 88. P. 10—17.

9. Balcke G.U. et al. Adsorption of humic substances onto kaolin clay related to their structural features. Soil Sci. Soc. Am. J. 2002. Vol. 66. №. 6. P. 1805—1812.

10. Vijayaraghavan K., Raja F.D. Interaction of vermiculite with Pb (II), Cd (II), Cu (II) and Ni (II) ions in single and quaternary mixtures.CLEAN—Soil, Air, Water. 2015. Vol. 43. №. 8. P. 1174—1180.

11. de Freitas E.D., et al. Binary adsorption of zinc and copper on expanded vermiculite using a fixed bed column. Appl. Clay Sci. 2017. Vol. 146. P. 503—509.