Адсорбция ионов Ni²⁺ карбонатными и фосфатными сорбентами

Изучена адсорбция ионов Ni2+ сорбентами на основе термически активированного при 800 °С доломита (Д-800), фосфатированного доломита (ФД) и Zr-модифицированного ФД (ФД-Zr). Установлено, что образец Д-800 характеризуется наиболее высокой сорбционной емкостью (364 мг/г), при исходной концентрации ионов Ni2+ 300 мг/л достигается очистка водных растворов до норм предельно допустимой концентрации (ПДК) питьевой воды (менее 0,1 мг/л), а при С0 Ni2+ 50 мг/л глубокая очистка до остаточной концентрации менее 0,01 мг/л. Выявлено, что поглощение ионов Ni2+ сорбентом Д-800 обусловлено гетерогенным осаждением основного карбоната никеля, а в случае сорбента ФД образуется гидрофосфат никеля. Результаты десорбции ионов Ni2+ из насыщенных сорбентов свидетельствуют о протекании ионного обмена с участием аморфного фосфата циркония для образца ФД-Zr. При этом наименьшую степень десорбции (<1 %) показали образцы Д-800 и ФД. В динамической сорбции гранульный сорбент Д-800 обеспечивает очистку более 1000 колоночных объемов раствора с С0 10 мг/л ниже уровня ПДК питьевой воды при линейной скорости фильтрации 20 м/ч.

1. Vareda, J. P. Assessment of heavy metal pollution from anthropogenic activities and remediation strategies: A review / J. P. Vareda, A. J. M. Valente, L. Duraes // Journal of Environmental Management. ‒ 2019. ‒ Vol. 246. ‒ P. 101‒118. https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2019.05.126

2. Heavy metal contamination of soil and water in the vicinity of an abandoned e-waste recycling site: Implications for dissemination of heavy metals / Q. Wu, J. Y. S. Leung, X. Geng [et al.] // Science of the Total Environment. ‒ 2015. ‒ Vol. 506‒507. ‒ P. 217‒225. http://dx.doi.org/10.1016/j.scitotenv.2014.10.121

3. An overview of removing heavy metals from sewage sludge: Achievements and perspectives / H. Geng, Y. Xu, L. Zheng [et al.] // Environmental Pollution. ‒ 2020. ‒ Vol. 266, part 2. ‒ Art. 115375. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2020.115375

4. Removal of heavy metals from wastewaters: a challenge from current treatment methods to nanotechnology applications / R. Vidu, E. Matei, A. M. Predescu [et al.] // Toxics. ‒ 2020. ‒ Vol. 8, N 4. ‒ Art. 101. https://doi.org/10.3390/toxics8040101

5. Qasem, N. A. A. Removal of heavy metal ions from wastewater: a comprehensive and critical review / N. A. A. Qasem, R. H. Mohammed, D. U. Lawal // Npj Clean Water. ‒ 2021. ‒ Vol. 4. ‒ Art. 36. https://doi.org/10.1038/s41545-021-00127-0

6. Vardhan, K. H. A review on heavy metal pollution, toxicity and remedial measures: Current trends and future perspectives / K. H. Vardhan, P. S. Kumar, R. C. Panda // Journal of Molecular Liquids. ‒ 2019. ‒ Vol. 290. ‒ Art. 111197. https://doi.org/10.1016/j.molliq.2019.111197

7. Khoshraftar, Z. An insight into the potential of dolomite powder as a sorbent in the elimination of heavy metals: A review / Z. Khoshraftar, H. Masoumi, A. Ghaemi // Case Studies in Chemical and Environmental Engineering. ‒ 2023. ‒ Vol. 7. ‒ Art. 100276. https://doi.org/10.1016/j.cscee.2022.100276

8. Сорбент на основе природного доломита для извлечения радионуклидов кобальта / А. И. Ратько, А. И. Иванец, И. О. Сахар [и др.] // Радиохимия. ‒ 2011. ‒ Т. 53, № 6. ‒ С. 534‒537.

9. Using of phosphatized dolomite for treatment of real mine water from metal ions / A. I. Ivanets, N. V. Kitikova, I. L. Shashkova [et al.] // Journal of Water Process Engineering. ‒ 2016. ‒ Vol. 9. ‒ P. 246‒253. https://doi.org/10.1016/j.jwpe.2016.01.005

10. Facile synthesis of calcium magnesium zirconium phosphate adsorbents transformed into MZr4P6O24 (M: Ca, Mg) ceramic matrix for radionuclides immobilization / A. Ivanets, I. Shashkova, N. Kitikova [et al.] // Separation and Purification Technology. ‒ 2021. ‒ Vol. 272. ‒ Art. 118912. https://doi.org/10.1016/j.seppur.2021.118912

11. Imen, Z. Comparison of the effectiveness of natural dolomite and modified dolomite in the removal of heavy metals from aqueous solutions / Z. Imen, A. H. Hassani, S. M. Borghaee // Journal of Advances in Environmental Health Research. ‒ 2019. ‒ Vol. 7, N 1. ‒ P. 61‒74. https://doi.org/10.22102/jaehr.2019.148713.1102

12. Performance of thermally activated dolomite for the treatment of Ni and Zn in contaminated neutral drainage / I. L. Calugaru, C. M. Neculita, T. Genty [et al.] // Journal of Hazardous Materials. ‒ 2016. ‒ Vol. 310. ‒ P. 48‒55. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2016.01.069

13. Characteristics of adsorption/desorption process on dolomite adsorbent in the copper(II) removal from aqueous solutions / E. Sočo, A. Domoń, D. Papciak [et al.] // Materials. ‒ 2023. ‒ Vol. 16, N 13. ‒ Art. 4648. https://doi.org/10.3390/ma16134648

14. Mistakes and inconsistencies regarding adsorption of contaminants from aqueous solutions: A critical review / H. N. Tran, S.-J. You, A. Hosseini-Bandegharaei, H.-P. Chao // Water Research. ‒ 2017. ‒ Vol. 120. ‒ P. 88–116. https://doi.org/10.1016/j.watres.2017.04.014

15. Sorption isotherms: A review on physical bases, modeling and measurement / G. Limousin, J.-P. Gaudet, L. Charlet [et al.] // Applied Geochemistry. ‒ 2007. ‒ Vol. 22, N 2. ‒ P. 249–275. https://doi.org/10.1016/j.apgeochem.2006.09.010