Введение 11
1. Обзор литературы 13
1.1 Токсическое действие урана на организм человека 13
1.2 Методы очистки сточных вод от радионуклидов 16
1.3 Сорбционные материалы, используемые для очистки сточных 18
вод от радионуклидов и тяжелых металлов и их необходимые параметры
1.4 Виды биосорбентов 19
2. Экспериментальная часть 23
2.1 Характеристики исходных веществ и материалов 23
2.2 Получение композитного сорбента 25
2.3 Методика приготовления растворов 28
2.4 Проведение сорбции урана композитным сорбентом 28
3 Результаты и обсуждение 30
4. Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и 37
ресурсосбережение
В последние годы в связи с активным развитием атомной энергетики возникает проблема с переработкой радиоактивных отходов промышленных предприятий, лабораторий работающих с радиоактивными элементами разных концентраций превышающих ПДК (предельно-допустимые концентрации). Одним из видов отходов ядерных предприятий и энергетических установок являются сбросные радиоактивные жидкости - это значит, что основной удар загрязнения приходится на водную среду.
Решение проблемы загрязнения природных водоемов жидкими радиоактивными отходами состоит в разработке экологически безопасных и эффективных методов удаления радионуклидов и тяжелых металлов из загрязненных водоемов. Существуют различные методы очистки сточных и производственных вод от радионуклидов. К ним относятся физический, химический, электрохимический и физико-химический методы, а также методы очистки микробными биомассами. Но не все они решают проблему утилизации радиоактивных материалов или оказываются эффективными. В данное время используют наночастицы для очистки сточных вод от радионуклидов, которые адсорбируют загрязняющие вещества благодаря своей высокой удельной поверхности. Но существует проблема с извлечением из очищенной воды этих наночастиц с адсорбированным загрязнителем, в следствие чего возникает вторичное загрязнение воды [2].
Решением проблемы извлечения наночастиц стало их нанесение на носители, которые не сложно извлекать из очищаемой среды. В качестве таких носителей нами были выбраны плесневые грибы Aspergillus niger и Penicillium pinophilum . В качестве наноматериалов были нанотрубки диоксида титана TiO2 и нанопорошки CuO, В процессе работы в лабораторных условиях были получены несколько видов композитных биосорбентов (A.niger + TiO2, A.niger+ CuO, P. pinophilum+ TiO2, P. pinophilum + CuO) .
Объектом исследования является композитные биосорбенты на основе плесневых грибов A.niger и Penicillium pinophilum, наноматериалов (наночастиц оксида меди, и нанотрубок диоксида титана) способные сорбировать радионуклиды в различных средах.
Целью работы является определение эффективности сорбции радионуклидов композитным биосорбентом.
В соответствии с поставленной целью в работе решались следующие задачи:
Исследование сорбционных свойств композитных биосорбентов;
Оценка финансовой эффективности проекта, ресурсоэффективности и ресурсосбережения;
Оценка производственной и экологической безопасности проекта.
Научная новизна - впервые проведено исследование кинетики сорбции из растворов урана композитными сорбентами на основе мицелия плесневых грибов и нанотрубок TiO2 и наночастиц CuO.
Добыча и переработка урановых руд для ядерно-энергетических предприятий приводит к значительным количествам радиоактивных сточных вод, которые содержат тяжелые металлы в том числе и уран [3]. Разработка эффективных материалов для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов из водных растворов актуальна в связи с важностью экологических проблем и проблем, связанных с ухудшением здоровья населения, вызванных накоплением и распространением радиоактивных загрязнений в окружающей среде.
До 80% антропогенных радиоактивных загрязнений поступает в водную среду, превращая её в наиболее мощное депо радионуклидов. Поэтому основная проблема в создании технологий для извлечения радионуклидов из окружающей среды заключается в изобретении материалов или методов, которые могут эффективно и безопасно выделять радиоактивные вещества из водных объектов, тем самым предотвращая действие на здоровье человека и на окружающую среду.
