Зависимость селективной сорбции 137Cs почвами и природными сорбентами от концентрации K+, NH+4 и Ca2+

• Автор: Степина, Ирина Алексеевна
• Шифр специальности: 03.01.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2015
• Место защиты: Обнинск
• Количество страниц: 123 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЛИЯНИИ КАТИОНОВ НА СЕЛЕКТИВНУЮ СОРБЦИЮ ,37Сэ

1.1. Диапазон изменении концентрации Са2+, 1С и ГШД в почвенном растворе

1.2. Теория селективной сорбции |37Св

1.3. Модели однокомпонентнон и многокомпонентной сорбции

1.3.1. Теория однокомпоненгной сорбции

1.3.2. Теория многокомпонентной сорбции

1.4. Методы изучения селективной сорбции и десорбции |37Сб сорбентами

1.5. Влияние концентрации Се*, К+, ГШ/ и Са2+ на сорбцию 137С5 почвами и ^

природными сорбентами
1.6. Кинетика сорбции 137Сз
1.6.1. Модели кинетики сорбции 137Сз
1.6.2. Экспериментальные значения констант скорости и энергии активации сорбции 137Сз сорбентами
1.7. Фиксация *37Сб почвами н минеральными сорбентами
1.8. Термодинамические параметры сорбции |37Ся
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Объекты исследовании
2.2 Химический анализ объектов исследования
2.3 Методы исследовании
ГЛАВА 3. ИЗУЧЕНИЕ ЗАВИСИМОСТИ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ 137Сз ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ Са2+
3.1. Кинетика селективной сорбции и десорбции 137Сб пллитом
3.2. Зависимость равновесной селективной сорбции |37Св пллитом от концентрации Са2+
ГЛАВА 4. ЗАВИСИМОСТЬ КИНЕТИКИ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ 137С8 ИЛЛИТОМ ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ К+ И ТЕМПЕРАТУРЫ
4.1. Кинетика селективной сорбции 137Св пллитом
4.2. Зависимость максимальных адсорбционных коэффициентов распределения 137Сб от концентрации ІС прн различных температурах и времени сорбции
4.3. Зависимость констант скорости процесса сорбции |37Св иллнтом от концентрации
ГЛАВА 5. ЗАВИСИМОСТЬ РАВНОВЕСНОЙ СЕЛЕКТИВНОЙ СОРБЦИИ шСз ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ К+ И №Н.,+
5.1. Зависимость равновесных коэффициентов распределения |37С8 в почвах и природных сорбентах от концентрации и N11/
5.2. Модифицированные квазнуравнения Лэнгмюра для описания зависимости селективной сорбции ’37Сз почвами и сорбентами от концентрации К+ и ІЧН/
ГЛАВА 6. ЗАВИСИМОСТЬ ОБМЕННОЙ ДОЛИ СЕЛЕКТИВНО СОРБИРОВАННОГО 137Сз ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ К+, NH4+ И Са2+
6.1. Определение зависимости обменной доли ШС8 от концентрации К+ и ЇЧЩ* с помощью экстракции 1 М раствором уксуснокислого аммония
6.2. Зависимость нормированной доли обменного 137С8 от концентрации К+ и 1ЧН4+
6.3. Зависимость определяемой с помощью экстракции 1 М раствором уксуснокислого аммония обменной доли 137Св в нллитс от концентрации Са2+
ГЛАВА 7. ЗАВИСИМОСТЬ ФИКСАЦИИ шСк ОТ КОНЦЕНТРАЦИИ К+, ТЕМПЕРАТУРЫ И ВРЕМЕНИ СОРБЦИИ
7.1. Кинетика десорбции ШС5 иллитом
7.2. Зависимость К/х ,37Св от концентрации К+ прн различных температурах и времени сорбции
7.3. Зависимость констант скорости и энергии активации процесса фиксации шСз иллнтом от концентрации К+
7.4. Зависимость термодинамических параметров процесса сорбции и фиксации шСз от концентрации К+, температуры и времени сорбции
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
РЕКОМЕНДАЦИИ К ПРАКТИЧЕСКОМУ ИСПОЛЬЗОВАНИЮ ПОЛУЧЕННЫХ НАУЧНЫХ РЕЗУЛЬТАТОВ
ВЫВОДЫ
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИЛОЖЕНИЕ А Схематическое представление адсорбции ,37С8 иллнтом

ПРИЛОЖЕНИЕ Б Графическое представление ящичных адсорбционных моделей
ПРИЛОЖЕНИЕ В Литературные данные по величинам термодинамических параметров сорбции 137Сз
ПРИЛОЖЕНИЕ Г Величины коэффициентов распределения К,) ,37С

частности Ся+, то есть при высоких степенях заполнения емкости катионного обмена одновалентным катионом. Например, в работе [68] было показано, что увеличение концентрации Сб+ до 0.1 ммоль дм"3 не приводит к изменению межпакетпого промежутка коллоидов монтмориллонита (рисунок 1.8).
4 6 X IU
° 20 (Си-Кн)
Рисунок 1.8 - Диффрактограммы полученные для коллоидов монтмориллонита при взаимодействии с раствором Cs+ различной концентрации [68].
Увеличение концентрации Cs+ до 2 ммоль дм'3 приводило к незначительному уменьшению межпакетного промежутка, и только при концентрации Cs+ 5 ммоль дм'3 происходило резкое уменьшение межпакетного промежутка с 1.54 до 1.24 нм. Эта пороговая концентрация соответствовала доле Cs+ в почвенном поглощающем комплексе около 30%. Аналогичные явления были описаны и в работе [61] для сорбции следовых количеств Cs+ монтмориллонитом из раствора с различными концентрациями К+.
Подтверждение существования пороговой концентрации не только Cs+, но и К+, выше которой происходит схлопывание слоев и фиксация 137Cs, было получено в работе [34]. В экспериментах по исследованию влияния величины PAR на сорбцию 137Cs было показано, что последовательность взаимодействия 137Cs с почвами не имела значения до некоторой пороговой концентрации К+. При добавлении К+ до добавления l37Cs, величина Ка 137Cs практически не менялась до величины PAR = 0.03 (рисунок 1.9). При больших величинах PAR величина Ка в основном уменьшалась из-за увеличивающейся конкуренции с К+ за сорбционные места. До