Реферат 2
Введение 5
1 Литературный обзор 6
1.1 Общие понятия о торфе 6
1.2 Неорганическая часть 7
1.3 Органическая часть 11
1.4 Классификация торфа 17
1.5 Основные физико-химические свойства торфов 18
1.5.1 Влагоемкость 18
1.5.2 Кислотно-основные свойства торфа 20
1.5.3 Зольность 23
1.5.4 Катионный состав 24
1.6 Избирательность сорбции ионов Cu2+, Ni2+ и Co2+ 24
1.7 Миграция металлов в почвах и торфах 28
Заключение 29
2 Экспериментальная часть 30
2.1 Техника безопасности 30
2.2 Характеристика объектов исследования 31
2.2.1 Подготовка торфа к работе 31
2.2.2 Характеристика исходных реактивов 32
2.2.3 Приборы и аппаратура 32
2.3 Методики количественного определения Cu2+, Ni2+ и Co2+ в растворах
33
2.3.1 Комплексонометрическое определение Cu2+, Ni2+ и Co2+ 33
2.3.2 Спектрофотоколометрический определение Cu2+, Ni2+ и Co2+
с рубеановодородной кислотой 34
2.4 Методики исследования физико-химических свойств торфа 37
2.4.1 Определение влагосодержания 37
2.4.2 Определение активной и обменной кислотности торфа 37
2.4.3 Определение зольности 38
2.4.4 Определение углерода и азота 39
2.5 Методики исследования сорбционных свойств торфов 40
2.5.1 Построение изотерм сорбции 40
3 Результаты эксперимента и их обсуждение 41
3.1 Физико-химические свойства торфа 41
3.2 Изотермы сорбции ионов Cu2+, Ni2+ и Co2+ 44
3.3 ИК-спектроскопическое исследование торфов 49
Выводы 54
Список литературы 55
Приложение 58
Определенная часть питания рек, озер, подземных водоносных слоев формируется на заболоченных территориях. Природным коллектором тяжелых металлов на этих территориях выступает торф. Высокая сорбционная способность торфа связана с содержанием гумусовых веществ. Болота являются важным звеном в цикле массопереноса загрязняющих веществ в окружающей среде, включая тяжелые металлы.
На территории Западной Сибири сосредоточены огромные запасы торфа. Торф различных климатических зон отличается по ботаническому и химическому составу, степени разложения органического вещества в связи с различиями в наборе растений-торфообразователей [1] и условий торфонакопления. Томская область занимает центральную часть Западной Сибири. Наименее изученными являются торфяные месторождения ее северных районов. Актуальность исследования сорбционных свойств торфа важна в экологическом плане, поскольку результаты исследований позволяют прогнозировать процесс миграции и аккумулирования торфом тяжелых металлов - приоритетных загрязнителей окружающей среды. Кроме того, такие данные представляют интерес и для создания на основе торфа эффективных функциональных материалов, например, сорбентов тяжелых металлов.
Цель данной работы - изучение сорбции ионов меди(11), кобальта(П), никеля(11) торфами различного типа.
Задачи работы:
- провести оценку физико-химических свойств верхового, переходного и низинного типов торфа (влагоемкости, кислотности, зольности, элементного состава);
- изучить сорбцию ионов Cu2+, Co2+, Ni2+ из разбавленных растворов (~ 10-4 моль/л) торфами различного типа в статических условиях.
1. Определены основные физико-химические свойства торфа верхового, переходного и низинного типов: влагосодержание, зольность, активная и обменная кислотность, количество органического вещества, нитратного и аммиачного азота. Зольность и содержание углерода соответствует сфагновым видам торфа. По кислотности исследованный торф можно отнести к средне- или сильнокислым типам.
2. Получены изотермы сорбции ионов Cu2+, Ni2+ и Co2+ из разбавленных растворов с ионной силой 0,1 (NaNOs) торфом верхового, переходного и низинного типов в статических условиях. Показана высокая избирательность поглощения ионов образцами торфа. Рассчитанные коэффициенты распределения составляют для кобальта(П) (1-8)-102, никеля(11) - (0,5-12)-102, меди(11) - (0,9-3,6)-103. Тип торфа не оказывает существенного влияния на избирательность сорбции ионов Ni2+ и Co2+ в области концентраций >2,5-10-4 моль/л. В случае Cu2+ избирательность выше на образцах низинного торфа, что, возможно, связано с их большей пористостью.
3. Изучены ИК-спектры образцов торфа: в исходной форме и насыщенных ионами Cu2+. Установлено, что вид спектров типичен для гуминовых кислот. Различия между типами торфа незначительны, что свидетельствует о близости их состава. Сравнение спектров торфов, насыщенных ионами Cu2+, показывает незначительное смещение характеристических полос. Это может свидетельствовать о преимущественно ионообменном поглощении меди(11).
