STUDY OF REUSABILITY OF LEAF LITTER AS A SORPTION MATERIAL IN RELATION TO IRON IONS
https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-2-172-180
Abstract
Leaf litter potential of different tree species (Betula pendula, Litter mixed foliage, Quercus robur) as a sorption material in relation to Fe2+ and Fe3+ ions was investigated. The sorption process was carried out in several stages until complete iron saturation of the sorption material. The experiment was conducted in the statistical mode, with constant stirring for 120 minutes. To restore the sorption properties of leaf litter and to achieve complete iron ions desorption the pollutant saturated sorbent was subjected to the acid regeneration. Hydrochloric acid in a dilution of 1:8 was found to be optimal eluent. The highest absorption is achieved in the first phase of the study due to the formation of hydrogen bonds between leaf litter cellulose and metal hydroxyl. The study revealed that the sorption material should be used for primary treatment, as the effectiveness of subsequent regeneration does not exceed 40 %.
About the Authors
A. Sh. Shaimardanova
Kazan National Research Technological University
Russian Federation
Russian Federation
S. V. Stepanova
Kazan National Research Technological University
Russian Federation
Russian Federation
I. G. Shaikhiev
Kazan National Research Technological University
Russian Federation
Russian Federation
References
1. Калюкова Е.Н., Иванская Н.Н. Исследование адсорбционных свойств некоторых природных сорбентов по отношению к катионам железа(II) // Вестник Башкирского университета. 2011. Т. 16, N 1. С. 25-28.
2. Ho Y.S. Kinetics of pollutant sorption by biosorbents: review // Separation and purification methods. 2000. V. 29, N 2. P. 189-232.
3. Khorasgani F.C. Removal heavy metals from electroplating wastewater by low cost adsorbents // International Journal of Applied Engineering Research. 2013. V. 8, N 18. P. 2087-2092.
4. Xuejiao Yang. Agricultural Wastes // Water Environment Research. 2010. V. 82, N 10. P. 1396-1425.
5. Yadanaparthi S.K.R. Adsorbents for the removal of arsenic, cadmium, and lead from contaminated waters // Journal of Hazardous Materials. 2009. V. 171, N 1-3. P. 1-15.
6. Wan Ngah W.S. Removal of heavy metal ions from wastewater by chemically modified plant wastes as adsorbents: a review // Bioresour Technol. 2008. V. 99, N 10. P. 3935-3948.
7. Ahmaruzzaman M. Industrial wastes as low-cost potential adsorbents for the treatment of wastewater laden with heavy metals // Adv. Colloid Interface Science. 2011. V. 166, N 1-2. P. 36-59.
8. Guixia Zhao. Sorption of heavy metal ions from aqueous solutions: A review // The Open Colloid Science Journal. 2011. N 4. P. 19-31.
9. Gautam R.K. Biomass-derived biosorbents for metal ions sequestration: Adsorbent modification and activation methods and adsorbent regeneration // Journal of Environmental Chemical Engineering. 2014. N 2. P. 239-259.
10. Kurniawan T.A. Comparisons of low-cost adsorbents for treating wastewaters laden with heavy metals // Science Total Environment. 2006. V. 366, N 2-3. Р. 409-426.
11. Farooq U. Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents. A review // Bioresource Technology. 2010. V. 101, N 14. P. 5043-5053.
12. Panpan Zhang. Agricultural waste // Water Environment Research. 2014. V. 86, N 10. P. 1387-1415.
13. Шайхиев И.Г. Использование растительных сельскохозяйственных отходов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Ч.I. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2010. N 3. С. 15-25. - в подстрочную ссылку
14. Шайхиев И.Г. Использование растительных сельскохозяйственных отходов для очистки сточных вод от ионов тяжелых металлов. Ч. II. // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2010. N 4. С. 30-40. - в подстрочную ссылку
15. Alekseeva A.A., Fazullin D.D., Kharlyamov D.A., Mavrin G.V., Stepanova S. V., Shaikhiev I.G., Shaimardanova A.S. The use of leaves of different tree species as a sorption material for extraction of heavy metal ions from aqueous media // International journal of Pharmacy and Technology. 2016. V. 8, N 2. P. 14375-14391.
16. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. ,Шайхиев И.Г. Физико-химические основы удаления ионов железа из модельных растворов березовым опадом // Вода: химия и экология. 2016. N 1. С. 53-59.
17. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Физико-химические условия сорбции ионов железа (II, III) смешанным листовым опадом: сб. докл. междунар. науч.-техн. конф. «Энерго- и ресурсосберегающие экологически чистые химико-технологические процессы защиты окружающей среды». Казань, 2016. С. 138-141.
18. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. Использование листового опада в качестве сорбционного материала по отношению к ионам железа: материалы науч. конф. «Природа, экология и народное хозяйство». Воронеж, 2015. С. 79-81.
19. Смирнов А. Д. Сорбционная очистка воды. Л.: Химия, 1982. 168 с.
20. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Исследование влияния плазменной обработки на сорбционные свойства березового опада по отношению к ионам железа // Вестник Казанского государственного технологического университета. 2015. Т. 18, N 15. С. 253-256.
21. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. Использование химических реагентов для увеличения сорбционной емкости листового опада по отношению к ионам железа (II) // Известия Уфимского научного центра РАН. 2015. N 3. С. 31-35.
22. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В., Шайхиев И.Г. Исследование влияния химической модификации листового опада на его сорбционные свойства методом ИК-спектроскопии: материалы Всеросс. научн.-практ. конф., посвященной 50-летию города Нижнекамска «Перспективы развития и современные проблемы образования, науки и производства». Нижнекамск, 2016. Т. 1. С. 296-298.
23. Ваганов П.А. Как рассчитать риск угрозы здоровью из-за загрязнения окружающей среды: Задачи с решениями. СПб.: Изд-во СПб. ун-та, 2008. 129 с. - в подстрочную ссылку
24. Шаймарданова А.Ш., Степанова С.В. Оценка риска угрозы здоровью человека при попадании ионов железа в водные объекты // Вестник ГБУ «Научный центр безопасности жизнедеятельности». 2015. N 4. С. 145-147.
25. Лукин В.Д. Регенерация адсорбентов. Л.: Химия, 1983. 216 с.
26. Аронбаев С.Д. Изучение сорбции ионов тяжелых металлов биосорбентом на основе клеточных стенок дрожжей, иммобилизованных в Ca-альгинатный гель в статическом и динамическом режимах // Universum: Химия и биология: электрон. научн. журн. 2016. N 6 (24). URL: http://7universum.com/ru/nature/archi-ve/item /3255 (дата обращения)
27. Дидковский А.А. Методы регенерации сорбентов. Муромский институт Владимироского государственного университета [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.scienceforum.ru/2014/pdf/4063.pdf (11.09.2016)
28. Шарапова А.В. Обезвреживание сточных вод от тяжелых металлов под действием ультразвука и утилизация противообледенительных жидкостей с применением природных сорбентов: автореф. дис…. канд. хим. наук: 03.02.08. Ульянов.гос. тех. ун-т, 2015. 19 с. в подстрочную ссылку
29. Сырых Ю.С. Сорбционная доочистка производственных стоков от ионов тяжелых металлов: автореф. дис. … канд. тех. наук: 05.23.04; Иркутск. гос. тех. ун-т, 2010. 19 с. в подстрочную ссылку
30. Лурье Ю.Ю. Аналитическая химия промышленных сточных вод. М.: Химия, 1984. 285 с.
31. Юсупова А.И. Очистка сточных вод, содержащих ионы металлов, сорбентами и экстрактами из таннинсодержащих отходов: автореф. дисс. …канд. тех. наук: 03.02.08; Казан. нац. исслед. технол. ун-т. 2015. 16 с. в подстрочную ссылку
32. Демин В.А. Химия процессов целлюлозно-бумажного производства. Часть I. Структура, свойства и химические реакции лигнина: учебн. пособ. для подготовки дипломированного специалиста. Сыктывкар: СЛИ. 2008. 64 с. в подстрочную ссылку
33. Ant-Wuorinen O, Visapaa A. The retention of iron by cellulose // Paperi ya puu. 1965. V. 47, N. 9, Р. 477-497.
Review
For citations:
Shaimardanova A.Sh., Stepanova S.V., Shaikhiev I.G. STUDY OF REUSABILITY OF LEAF LITTER AS A SORPTION MATERIAL IN RELATION TO IRON IONS. Proceedings of Universities. Applied Chemistry and Biotechnology. 2017;7(2):172-180. (In Russ.) https://doi.org/10.21285/2227-2925-2017-7-2-172-180
Views:
241
Email this article 