Фізико-хімічні методи захисту водних середовищ від екологічно небезпечних іонів U(VI), 90Sr та F - Автореферат

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИРобота виконана у відділі радіохімії та екології Інституту колоїдної хімії та хімії води ім. Науковий керівник: академік НАН України, доктор хімічних наук, професор Гончарук Владислав Володимирович, Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. Думанського НАН України, провідний науковий співробітник відділу каталітичної очистки води кандидат хімічних наук, доцент Захист відбудеться «30 » березня 2010 р. о 1400 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.183.01 в Інституті колоїдної хімії та хімії води ім. З дисертацією можна ознайомитись у бібліотеці Інституту колоїдної хімії та хімії води ім.На наш час для вилучення радіонуклідів 90Sr, U(VI) та F-іонів існує широкий спектр природних та синтезованих сорбційних матеріалів, модифікованих методів та технологічних схем, проте, кожен має обмежену область використання, а також як певні переваги, так і недоліки. На основі аналізу існуючих методів очищення води було визначено науковий підхід і найбільш актуальний напрямок досліджень для зниження концентрацій радіонуклідів 90Sr і U(VI) в природних та стічних водах великих обємів з різним солевмістом та F-іонів, особливо з джерел, що використовуються для питного призначення. Саме пошуку умов використання природних та модифікованих на їх основі сорбентів, нових синтезованих сорбційних матеріалів для очищення водних середовищ від сполук 90Sr і U(VI) та F-іонів, які були б доцільними та достатньо ефективними для захисту довкілля, і присвячена дана дисертація. Думанського НАН України: за конкурсними темами - «Отримання води питної кондиції із забруднених радіонуклідами вод методом ультра-та нанофільтрації» (2004-2006 рр., № держреєстрації 0104U0007038; виконавець) в рамках програми прикладних досліджень НАН України «Новітні медико-біологічні проблеми та навколишнє середовище людини», «Підземні води України з надлишковим вмістом фтору та технологія їх кондиціонування для питного водопостачання» (2004-2006 рр., № держреєстрації 0104U007037; виконавець) в рамках програми НАН України «Мінеральні ресурси України та їх видобування», «Оптимізація технології очищення шахтних вод уранового виробництва» (2006-2007 рр., № держреєстрації 0106U005615; виконавець) в рамках програми Міністерства палива та енергетики України «Наукове, конструкторсько-технологічне супроводження ядерно-паливного циклу, у т.ч. Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання: встановити особливості сорбційного очищення водних середовищ від 90Sr з використанням різних природних сорбентів і визначити вплив механічної і хімічної активації сорбційних матеріалів на ефективність очищення вод;Проаналізовано особливості вилучення 90Sr, U(VI) та F-іонів з водних середовищ сорбційними та іншими методами, а також використання для цих методів різних матеріалів. Приведено методики синтезу сорбентів - гідроталькітів різного складу та їх рентгенографічні та термогравіметричні характеристики, а також методи визначення концентрацій U(VI), 90Sr та F--іонів. У третьому розділі показано, що коефіцієнти розподілу між сорбентом та водною фазою 90Sr (Kd, см3/г) практично не змінюються в достатньо широкому інтервалі концентрацій іонів 90Sr. При збільшенні насичення сорбентів іонами стронцію коефіцієнти розподілу Kd зменшуються від 2200 до 40 см3/г для монтморилоніту і від 200 до 3 см3/г - для каолініту. Підвищення концентрації CO32-знижує сорбцію U(VI) для зразка (а), що пояснюється як зміною структури поверхні самого сорбенту, так і блокуванням активних центрів на поверхні та у міжшаровому просторі за рахунок зміни РН.В дисертаційній роботі вирішена наукова задача вилучення екологічно небезпечних іонів 90Sr, U(VI) та F-з водних середовищ шляхом розробки та вдосконалення ефективних сорбційних, сорбційно-магнітних та реагентно-магнітних методів та матеріалів для очищення вод з різним солевмістом, природою та концентрацією комплексоутворюючих реагентів природного і техногенного походження. Показано, що хімічна та механічна обробка алюмосилікатів значно підвищує їх сорбційні характеристики і вони можуть бути використані для дезактивації великих обємів поверхневих та стічних радіоактивно забруднених вод до рівня ДКБ. Показана перспективність використання феритного методу на основі солей Fe(II) і Fe(III) при концентрації ?СFE 140?150 мг/дм3 для дезактивації води від радіонуклідів 90Sr і U(VI), який у порівнянні з коагуляційним методом (CFE(ІІ)=140?150 мг/дм3), дозволяє досягти більш високого ступеня очищення, утворення осаду з магнітними властивостями та меншого обєму. Показано, що використання коагуляційного методу для очищення вод від сполук U(VI) не забезпечує досягнення норм ГДК, а сорбційно-коагуляційний вимагає додаткового кондиціонування відпрацьованих шламів.

Основний зміст роботи