WWW.KNIGI.KONFLIB.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

 
<< HOME
Научная библиотека
CONTACTS

Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 39 |

«СОЕДИНЕНИЯ ЖЕЛЕЗА И ИХ РОЛЬ В ОХРАНЕ ПОЧВ Москва 2010 0 РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ПОЧВЕННЫЙ ИНСТИТУТ имени В.В. ДОКУЧАЕВА Ю. Н. ВОДЯНИЦКИЙ СОЕДИНЕНИЯ ...»

-- [ Страница 33 ] --

За счет коррозии металлического железа и образования новых минералов эффективность барьера может снижаться (Reardon, 1995; Liang et al., 2000; Wilkin et al., 2003). Со временем на барьере иногда образуются менее активные Fe-минералы (Liang et al., 2000), возможно также закупоривание порового пространство барьера и уменьшение фильтрации загрязненной воды (Blowes et al., 2000; Liang et al., 2000; Phillips et al., 2000).

Один из удачных искусственных барьеров сооружен вблизи г. Элизабет в штате Северная Каролина, США в 1996 г. для очистки перед попаданием в реку грунтовой воды, загрязненной шестивалентным хромом (Wilkin et al., 2005). В течение всех 8 лет наблюдений барьер работал очень эффективно, снижая концентрацию хрома в воде от ~1500 до менее 1 мг/л. На барьере образовалось множество вторичных минералов, в том числе за счет коррозии частиц Fe(0). Среди них кальцит-арагонит, карбонат железа, магнетит, лепидокрокит, макинавит (Fe,Ni)9S8. Эти новообразованные минералы железа обладают высокой сорбционной емкостью и очищают воду от хрома не хуже исходного металлического железа. Хром(VI) в барьере редуцировался до Cr(III) и частично ассоциировался с зернами сульфида железа. В среднем за год в барьере накапливается 4.1 кг Cr, а за 8 лет его работы закрепилось 33 кг Cr (Wilkin et al., 2005).

Во многих Fe(0)-барьерах в ходе эксплуатации образуется высокоактивный грин раст – неустойчивое Fe(II) соединение (Loyaux-Lawniczak et al., 2000; Williams, Scherer, 2001; Bond, Fendorf, 2003; Legrand et al., 2004;). Грин раст участвует в закреплении Cr. Доказано проникновение хромата вглубь межслоевого пространства сульфатного грин раста с последующей трансформацией рентгеноаморфного соединения в устойчивый окристаллизованный хромогетит Cr-FeOOH (Skovbjerg et al., 2006). Известно, что поллютанты гораздо прочнее закрепляются в форме твердых растворов в составе слаборастворимых минералов, чем в адсорбированной форме на поверхности частиц. Гетит – слаборастворимый гидроксид, а замещение Fe3+ на Cr3+ еще сильнее снижает его растворимость. Если концентрация Cr(VI) высока и превышает стехиометрический предел, определенный долей Fe2+ в грин расте, то формируются слабоокристаллизованные Cr(III)-Fe(III) фазы, менее прочно закрепляющие хром (Skovbjerg et al., 2006).

В последние годы в качестве активного сорбента используют нанометровые частицы Fe(0), которые в отличие микронных, имеют более высокую эффективность. Так, наночастицы металлического железа с удельной поверхностью 24 м2/г при исходной концентрации As(V) в мг/л сорбировали весь мышьяк всего за 10 мин, тогда как сорбция мышьяка микрочастицами железа с удельной поверхностью 1–2 м2/г полностью заканчивалась только через 4 сут (Kanel et al., 2006). При этом, благодаря ультравысокой дисперсности частиц, водопроницаемость барьера снижается, и он представляет собой уже не проницаемый, а коллоидный реакционный барьер (Elliot, Zhang, 2001). Хотя в ходе его эксплуатации частицы Fe(0) корродируют, но это не сказывается на его долговечности, так как новообразованные минералы железа обладают высокой реакционной способностью (Gu et al., 1999; Su, Puls, 2001; Furukawa et al., 2002; Kohn et al., 2005;).

Барьеры на основе сульфидов железа. В этом случае восстановителем служит Fe(II), что используется для редукции хрома (VI). Сульфиды железа стоят дешево; это определяет экономичность геохимического барьера. Один из изученных сульфидов – пирротин FeS (Lu et al., 2006).

Удаление токсичного Cr(VI) включает ряд последовательно идущих процессов: адсорбцию Cr(VI) в форме Cr2О72- или CrО42- на поверхности пирротина, редукцию адсорбированного Cr(VI) до Cr(III), катализируемую сульфидом, и, наконец, осаждение Cr(III) в виде осадков Cr2S3, Cr2О3 и Cr(ОН)3. Для этих реакций благоприятны следующие условия. Пирротин должен быть тонко помолот (до частиц размером ~150 мкм), а среда должна быть слабокислой. Эффективность пиротина связана с тем, что одна его молекула обеспечивает электронов для редукции Cr(VI) до Cr(III) (Kim et al., 2002; Lu et al., 2006).

Кроме пирротина редукционное действие оказывает на хром (VI) пирит FeS2 (Zouboulis et al., 1995; Patterson et al., 1997; Kim et al., 2002;

Mullet et al., 2007). Пирит – наиболее распространенная форма сульфидов в земной коре (Vaughan, Lennie, 1991). В окислительной среде геохимического барьера пирит растворяется. Выветривание пирита – это сложная комбинация процессов окисления и растворения (Lowson, 1982; McKibben, Barnes, 1986). Кроме того, пирит очень чувствителен к микробной редукции, которая значительно ускоряет его растворение (Brett, Banfield, 2003). Пирит и другие сульфиды действуют как редуктанты на анионы тяжелых металлов (Francis et al., 1989; Zouboulis et al., 1993), включая Cr(VI) (Zouboulis et al., 1995; Patterson et al., 1997; Kim et al., 2002; Doyle et al., 2004; Mullet et al., 2004).

Показана высокая степень очистки воды от хрома, изучен состав продуктов реакции в разных условиях среды. При редукции Cr(VI) с участием железосодержащих частиц установлено образование твердых растворов «хром-Fe3+» (Eary, Rai, 1991; Patterson et al., 1997). В зависимости от условий развития процесса возможно образование либо Cr(III)-гидроксидов, содержащих железо (Doyle et al., 2004), либо хоромогетита Cr-FeOOH (Skovbjerg et al., 2006), либо хромзамещенного гематита Fe2-xCrxO3, где х варьирует от 0.2 до 1.5 (Mullet et al., 2007).

Учитывая высокую окристаллизованность гематита и гетита, можно считать, что хром депонирован в них очень прочно.



Барьеры на основе Fe(II)-силикатов. Появился интерес к обогащенным Fe(II) слоистым силикатам как активным редуктантам хромата. В присутствии Fe(II)-слоистых силикатов эффективность удаления из раствора хрома увеличивается (Gan et al., 1996). Редукция хромата с помощью Fe(II)-слоистых силикатов наиболее быстро развивается в кислой среде, где слоистые силикаты растворяются, при этом структурное Fe(II) переходит в раствор, редуцируя Cr(VI) до Cr(III) (Bartlett et al., 1976; Eary, Rai, 1991). В нейтральной и щелочной средах Cr(VI) прямо реагирует с Fe(II)-смектитом, образуя осадок на его поверхности в виде оксида хрома (Gan et al., 1996; Taylor et al., 2000). Способность глин редуцировать Cr(VI) коррелировала с содержанием в них Fe(II) (Taylor et al., 2000). Таким образом, грунты, содержащие железистые хлориты с преобладанием Fe(II), можно использовать в качестве активного компонента геохимических барьеров на пути движения загрязненных хромом вод.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, мы видим, что изучение железа приобретает явный почвоохранный уклон. Это не удивительно, учитывая всеобщее внимание к защите и восстановлению почв и первостепенной роли железа в улучшении почв. При этом химия и минералогия железа (как в целом химия почв) развиваются на новой технической основе. Как видно из этой книги сейчас важнейшая информация поступает из-за рубежа.

Это понятно, так как в промышленно и информационно развитых странах произошло обновление лабораторного оборудования; во многом это обновление связано с компьютеризацией анализа и обработки полученных данных. Революционное влияние на развитие химии почв оказал пуск синхротронов третьего поколения.

Ситуация в России хуже. Сейчас стоит вопрос, как вернуться на уровень исследований 80–90 годов прошлого века, когда мессбауэровская спектроскопия выполнялась не только при комнатной температуре, но и при температуре жидкого азота, и работали электронные просвечивающие микроскопы. Говорить о синхротронах третьего поколения не приходится.

Лучше ситуация с химическим анализом соединений железа. Но надо иметь в виду, что низкая селективность органично присуща методам химической экстракции. Объективные данные о минералах железа, полученные на современных физических приборах, помогут избежать грубых ошибок при химическом фракционировании.

Сейчас задача отечественных почвоведов состоит в том, чтобы в кооперации с зарубежными учеными выйти на современный уровень изучения химии почв. Большие надежды мы возлагаем на молодое поколение российских почвоведов-химиков.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Александрова О.А., Скорнякова Е.С. Данные по составу органического вещества железомарганцевых конкреций // Геохимия. 1994. № 1. С. 134–143.

Алексеева Т.В., Алексеев А.О., Ковалевская И.С., Осина Г.М., Моргун Е.Г. Минералогический состав илистой фракции почв сопряженных ландшафтов центра Ставропольской возвышенности // Почвоведение. 1988. № 9. С. 113–124.

Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.

Бабанин В.Ф., Трухин В.И., Карпачевский Л.О., Иванов А.В., Морозов В.В. Магнетизм почв. М.–Ярославль, 1995. 222 с.

Багин В.И., Гендлер Т.С., Авилова Т.Е. Магнетизм -окислов и гидроокислов железа. М.: Наука, 1988. 180 с.

Балабко П.Н. Микроморфология, диагностика и рациональное использование пойменных почв Восточно-Европейской и Западно-Сибирской равнин:

Автореф. дис.... докт. биол. наук. М., 1991. 47 с.

Бальеста Р.Х., Невская Д.М., Ибаньес Х.Х. Содержание оксидов железа, выделенных различными вытяжками, и zрс в некоторых почвах Средиземноморья // Почвоведение. 1987. № 1. С. 17–24.

Белозерский Г.Н., Казаков М.И., Гагарина Э.И., Хантулев А.А. Применение мессбауэровской спектроскопии к изучению форм железа в лесных почвах // Почвоведение. 1978. № 9. С. 35–45.

Большаков В.А., Водяницкий Ю.Н., Борисочкина Т.И., Кахнович З.Н., Мясников В.В. Методические рекомендации по оценке загрязненности городских почв и снежного покрова тяжелыми металлами. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 1999. 31 с.

Боул С., Хоул Ф., Мак-Крекен Р. Генезис и классификация почв. М.: Прогресс, 1977. 415 с.

Витт В.С. К характеристике глее-подзолистых и болотно-подзолистых суглинистых почв северной тайги европейской территории Союза // Почвоведение. 1985. № 5. С. 20–31.

Водяницкий Ю.Н. Использование соединений железа для оструктуривания почв // Почвоведение. 1985. № 12. С. 49–54.

Водяницкий Ю.Н. Оксиды железа и их роль в плодородии почв. М.: Наука, 1989. 160 с.

Водяницкий Ю.Н. Образование оксидов железа в почве. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 1992. 275 с.

Водяницкий Ю.Н. Растворимость оксидов железа почв лесной зоны в реактиве Тамма // Почвоведение. 1998. № 10. С. 1199–1208.

Водяницкий Ю.Н. О растворимости реактивом Тамма железистых минералов // Почвоведение. 2001. № 10. С. 1217–1229.

Водяницкий Ю.Н. Химия и минералогия почвенного железа. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2003. 238 с.

Водяницкий Ю.Н. Изучение тяжелых металлов в почвах. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2005. 109 с.

Водяницкий Ю.Н. Редукционное биогенное преобразование слоистых силикатов, содержащих Fe(III) (обзор литературы) // Почвоведение. 2007. № 12. С.

1513-1522.

Водяницкий Ю.Н. Диагностика переувлажненных минеральных почв. М.: Почв. ин-т им. В.В.Докучаева. 2008а. 143 с.

Водяницкий Ю.Н. Тяжелые металлы и металлоиды в почвах. М.: Почв. ин-т им. В.В. Докучаева, 2008б. 164 с.

Водяницкий Ю.Н., Большаков В.А., Сорокин, С.Е., Фатеева Н.М. Техногеохимическая аномалия в зоне влияния Череповецкого металлургического комбината // Почвоведение. 1995. № 4. С. 498–507.

Водяницкий Ю.Н., Васильев А.А., Лобанова Е.С. Загрязненность тяжелыми металлами и металлоидами почв г. Пермь // Агрохимия. 2009. № 4. С. 60–68.

Водяницкий Ю.Н., Горшков А.И., Сивцов А.В. Термодинамически нестабильные гидроксиды железа в дерново-подзолистых и бурых лесных почвах // Почвоведение. 1996. № 12. С. 1440–1447.

Водяницкий Ю.Н., Добровольский В.В. Железистые минералы и тяжелые металлы в почвах. М.: Почв. ин-т им. В.В.Докучаева, 1998. 216 с.



Pages:     | 1 |   ...   | 31 | 32 || 34 | 35 |   ...   | 39 |
 



Похожие работы:

«МОЗГ, МЫШЛЕНИЕ И ОБЩЕСТВО ЧАСТЬ I ЦЕНТР МЕЖДИСЦИПЛИНАРНОЙ НЕЙРОНАУКИ Н. М. СЛАНЕВСКАЯ МОЗГ, МЫШЛЕНИЕ И ОБЩЕСТВО ЧАСТЬ I мозг человека стресс и нейрохимия паранормальные явления лечение без лекарств: ментальные практики САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2012 УДК 612.821+159.953 ББК 28.707.3+88.37 С47 ISBN 978-5-9903971-1-8 Издательство: ООО Центр Междисциплинарной Нейронауки, Санкт-Петербург, 2012. http://www.neurosciencerus.org ; neurosciencerus@gmail.com Типография: РИКОН, Санкт-Петербург. Н.М. Сланевская....»

«Сорос Дж. Алхимия финансов Сорос Джордж Алхимия финансов ОТ АВТОРА Многие ознакомились с рукописью книги или некоторыми ее разделами на различных стадиях работы. Я не могу перечислить всех, их слишком много. Но я хотел бы поблагодарить всех за помощь и критику. Я благодарен Байрону Виену, который особенно внимательно прочел и прокомментировал книгу на трех различных этапах ее подготовки, намного более внимательно, чем того требовали его обязанности. Особую благодарность мне следует принести...»

«Целебный цикорий Николай Даников 2 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! 3 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! Николай Даников Целебный цикорий 4 Книга Николай Даников. Целебный цикорий скачана с jokibook.ru заходите, у нас всегда много свежих книг! С глубокой благодарностью моему сыну Дмитрию, который помогает мне в работе, посвящаю 5 Книга Николай Даников....»

«В монографии представлен подход к мелиоративному проектированию комплексных мелиораций с позиции генетического почвоведения. На примере пойменных почв южнотаежной подзоны в пределах Томской области рассматриваются преимущества данного подхода в мелиорации. Проведенные исследования на 4 экспериментальных мелиоративных системах в поймах рр. Оби, Томи, Чулыма, Кии позволили детальнорассмотреть режимы почв (гидротермический окислительновосстановительный,агрохимический, биологический,...»

«Меня всегда интересовало, кто дает названия физическим законам или химическим реакциям. Почему, например, закон Ома называется законом Ома, а не кого-то другого. Почему — постоянная Планка, правило Марковникова, принцип Ле Шетелье, уравнение Максвелла и реакция Зайцева? Понятно, что ни Ом, ни Марковников, ни Планк не давали названий открытым ими законам или правилам. Делалось это, как правило, много лет спустя другими учеными — последователями или историками науки. Очень часто это происходило...»

«Бычинин Михаил Владимирович Инвазивный мониторинг центральной гемодинамики при критических состояниях у больных с заболеваниями системы крови 14.01.21 – гематология и переливание крови 14.01.20 – анестезиология и реаниматология АФТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук Москва - 2013 Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении Гематологический научный центр Министерства здравоохранения Российской Федерации Научный руководитель: Галстян...»

«ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Лабораторный практикум по дисциплине Химии гетероциклических соединений Тольятти ТГУ 2013 Министерство образования и науки Российской Федерации Тольяттинский государственный университет Институт химии и инженерной экологии Кафедра химия и химические технологии ХИМИЯ ГЕТЕРОЦИКЛИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЙ Лабораторный практикум по дисциплине Химия гетероциклических соединений Авторы А.С. Бунев, В.Е. Стацюк Тольятти Издательство ТГУ 2013 2 УДК 547.7:578.8(075ю8) ББК...»

«ПРИНЯТО УТВЕРЖДАЮ на заседании методического директор МАОУ лицея № 10 объединения учителей МАОУ Г.Ф.Соколовский лицея № 10 _20_ г. _20года Протокол № от _ _20года Председатель методического объединения _ _ Рабочая программа по химии 10 – 11 классы (профильный уровень) 4 часа в неделю (всего 136 часов) Составила: учитель химии Рожко Наталья Леонидовна 2013-2014 учебный год ПОЯСНИТЕЛЬНАЯ ЗАПИСКА Рабочая программа по химии составлена на основе Примерной программы среднего (полного) общего...»






 
© 2013 www.knigi.konflib.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.