Способы ускорения процессов электрохимической фиторемедиации тяжелых металлов из сточных вод

• Автор: Стоянов, Артем Вячеславович
• Шифр специальности: 02.00.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Саратов
• Количество страниц: 183 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

>• СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМЫХ СОКРАЩЕНИЙ

| ВВЕДЕНИЕ

1 ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Проблемы загрязнения гидросферы ионами тяжелых металлов,

{ пути поступления

< 1.2. Физико-химические и электрохимические способы удаления

загрязнений из сточных вод I 1.3. Растительная клетка - биоэлектрохимический сенсор-реактор

, 1.4 Методы и способы транспорта катионов металлов в растительную

| клетку. Механизмы сорбции тяжелых металлов растениями

£ 1.5 Биоэлектрогенез у высших растений
1.6. Влияние внешних физических воздействий на живые организмы
I' Заключение
1 ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Объекты исследования
, 2.1.1. Подготовка посуды, отбор и хранение проб
2.1.2. Методика приготовления электролитов
2.2. Методы исследования
| 2.2.1. Метод инверсионной хроновольтамперометрии
! (инверсионный электрохимический анализ)
2.2.2. Фотоколориметрический метод анализа
2.2.3. Воздействие внешних физических факторов
2.2.4. Измерение потенциала на границе клетка / раствор и в объеме
фитомассы
2.2.5. Микроструктурные исследования
2.2.6. Электрохимическое извлечение меди из отработанной ряски
ВЫВОДЫ
3. ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ВНЕШНИХ ФИЗИЧЕСКИХ
ВОЗДЕЙСТВИЙ НА ПРОЦЕССЫ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКОЙ ФИТОРЕМЕДИАЦИИ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД
3.1. Влияние магнитных, слабых электрических полей (]) и сочетанное 88 воздействие ПМП+ГМП, ГИМНЫ на процессы фиторемедиации
3.2. Влияние электромагнитных излучений (Уф, Ик, Ли) на процессы
( фиторемедиации меди эйхорнией
| 3.3. Исследование электрических свойств клеток и тканей растений
I 3.4. Микроструктурные исследования
I 3.5. Влияние природы катионов на процессы фиторемедиации
| ВЫВОДЫ

< 4. ГЛАВА 4. ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО

ФИТОРЕМЕДИАЦИИ ИОНОВ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ СТОЧНЫХ ВОД
4.1. Технико-экономическое обоснование процесса очистки сточных вод методом электрохимической фиторемедиации
4.2. Электрохимическое извлечение сорбированых металлов из фитомассы
ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ Список литературы

СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ
ТМ - тяжелые металлы
СВ - сточные воды
ИТМ - ионы тяжелых металлов
ВФВ - внешние физические воздействия
МП - магнитное поле
ПМП - постоянное магнитное поле
постоянное магнитное поле
ГМП - геомагнитное поле Земли
ЭМП - электромагнитные поля
ЭМИ - электромагнитные излучения
ИК - инфракрасное излучение
ЛИ - лазерное излучение
УФ - ультрафиолетовое излучение
ВВР - высшие водные растения
pH - кислотность раствора
Э - коэффициент диффузии
Я - универсальная газовая постоянная, Дж/моль К
Ъ - заряд иона электролита
Р=96500 Кл/моль - число Фарадея
Е - электрохимический потенциал
йС/йх - концентрационный градиент
йЕ/йх — градиент электрохимического потенциала
АТФ - аденозин трифосфорная кислота
Т, К - температура по Кельвину
1 °С - температура по Цельсию
Екп - потенциал катодной поляризации, В
МП — мембранный потенциал, мВ
й - плотность растворов, г/см

связанный с кислородом гемоцеанин, цитохромная оксидаза,
тиросиназа и лакказа [57]. Исследуя распределение и миграцию
тяжелых металлов в реке Рур, К.К. Имхоф [57] показал, что:
1) содержание меди в воде слабо варьирует с изменением расхода воды
и 2) существующие вариации не зависят от места отбора проб по
течению реки. Отношение растворенных форм к общей концентрации металлов является важным показателем в оценке их переноса в поверхностных водах [57].
В работе [58] рассмотрены и предложен механизм связывания
меди в металлоорганические комплексы с компонентами растительной
клетки, на примере взаимодействия меди с галактуроновой кислотой
(рис. 11). Механизм процессов представлен уравнениями (1.5) — (1.8).
>СиЬ+ (1.5)
(1.6)
СиЬ+=СиН _2Ь +2Н+ (1.7)
2Си 2+ + 2Ь'=Си2Н .3Ь 2'+ЗН+ (1.8)
Схема процесса представлена на рис. 11.
Си 2+ +17-СиН .2 Ь •= СиН ,3Ь 2- +РС

(НСОН),

Си 1^а
(НСОИ)

(НСОИ),

см і:

(НСОИ>.

—о---. —Ч?

НС О--- '---о—сн
(НСОН)„ (НСОН)„

СиН_^Х_
Рис. 11. Схема процессов формирования комплексов Си2+ - О галактуроновая кислота