КИНЕТИКА СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОЧВЕ ДЛЯ ИОНОВ ХРОМА (3+) И НИКЕЛЯ (2+)

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА
47

ФИЗИКА И ХИМИЯ
2013. Вып. 2

УДК: 631.4: 502.65

В.Г. Петров, М.А. Шумилова, С.В. Эсенкулова, М.В. Лопатина 

КИНЕТИКА СОРБЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ В ПОЧВЕ ДЛЯ ИОНОВ ХРОМА (3+) 
И НИКЕЛЯ (2+)

Исследована кинетика сорбции и десорбции ионов хрома (3+) и никеля (2+) почвами из растворов ацетата хрома и сульфата никеля. Установлено, что ионы хрома (3+) из раствора ацетата хрома сорбируются почвами значительно хуже, чем ионы никеля. Отличие может быть связано с различным механизмом процессов. Эту особенность следует учитывать при оценке воздействия на окружающую среду некоторых производств, использующих ацетат хрома.

Ключевые слова: сорбционные процессы в почвах, загрязнение хромом и никелем.

Загрязнение почвы ионами хрома и никеля прежде всего связано с воздействием гальвано
химических производств промышленных предприятий. Такие производства имеются на большинстве 
промышленных предприятий г. Ижевска. Для разработки мероприятий по экологическому мониторингу, способов очистки загрязненных территорий интересными являются процессы, проходящие в 
почвах при воздействии на них загрязнителя. Одним из таких процессов является сорбция ионов металлов почвенными поглощающими комплексами (ППК). В настоящей работе были исследованы
сорбция и десорбция ионов хрома (3+) и никеля (2+) и выявлены особенности этих процессов для видов почв, характерных для региона с различным содержанием гумуса. Сорбционные процессы в почве связаны с непосредственным техногенным воздействием на почву, а десорбция связана с воздействием атмосферных осадков на загрязненную почву.

Материалы и методика исследований

Сорбцию ионов хрома (3+) и никеля (2+) на образцах почвы изучали для растворов ацетата хрома 

и сульфата никеля. Для приготовления растворов использовались Cr(СН3СОО)3 и NiSO4

.7H2O категории 

ч.д.а. Также изучали сорбцию для возможных аммиачных комплексов никеля [Ni(NH3)4]2+ и 
[Ni(NH3)4(Н2О)2]2+, которые используются при нанесении гальванических покрытий [1; 2]. Для этого в 
раствор сульфата никеля добавляли соответствующее количество хлористого аммония. Концентрация 
металлов в исходных растворах составляла примерно 10 ПДК по металлу [3]. Десорбцию ионов металлов проводили дистиллированной водой. После сорбции и установления равновесия через 1 сутки жидкая фаза отделялась методом декантации и добавлялась дистиллированная вода. Соотношение твердой 
и жидкой фазы составляло примерно по массе Т : Ж = 1 : 3,5 для сорбции, и Т : Ж = 1 : 4,5 – для десорбции. Фазы перемешивались в аппарате с мешалкой. Схема установки для исследования кинетики сорбции приведена на рис. 1. Скорость вращения мешалки составляла 2-3 с-1. Через определенное время из 
аппарата отбирали пробу и проводили ее фильтрацию. Определение концентрации ионов хрома и никеля в растворе проводили методом атомно-абсорбционной спектрофотометрии на приборе «ShimadzuAA7000». Определение pH растворов проводили на иономере И-120М. Исследования проводили для 
трех видов почвы, характерных для региона, с различным содержанием гумуса. Характеристика почв 
приведена в табл. 1. Содержание гумуса в почве определяли по методике [4]. Образцы почв были отобраны в Алнашском, Малопургинском районах УР и Агрызском районе РТ.

Таблица 1

Характеристика исследуемых образцов почв

Образец почвы 
№1
№2
№3

Тип почвы
Дерново-карбонатная
Темно-серая лесная
Дерново-подзолистая

Содержание гумуса, % 

масс. на сух. в-во
3,73
5,96
2,55