Сорбционная очистка водных объектов от цезия природным сорбентом

• Автор: Джигола, Людмила Александровна
• Шифр специальности: 03.00.16
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Астрахань
• Количество страниц: 120 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава I. Современные методы удаления радионуклидов из объектов окружающей среды.

ф 1.1. Общая характеристика цезия. Источники радиоактивного

загрязнения окружающей среды цезием.

1.2. Поведение и миграция долгоживущих радионуклидов цезия в

экосистемах

1.2.1 Поведение радионуклидов ядерноэнергетического

происхождения в атмосфере.

1.2.2 Поведение долгоживущих радионуклидов в почве

1.2.3 Поведение радионуклидов ядерноэнергетического

происхождения в воде.
1.3 Способы дезактивации загрязненных объектов
1.3.1 Методы очистки грунтов
1.3.2 Обезвреживание жидких радиоактивных растворов.
1.4 Природные сорбенты для очистки объектов окружающей
среды от цезия.
1.4.1 Матричные материалы.
1.4.2 Активные угли.
1.4.3 Неуглсродныс материалы
1.4.4 Природные цеолиты.
1.4.5 Общая характеристика опок Астраханской области
ф 1.4.6 Карбонатосодержащий минерал трепел
1.4.7 Сорбционные свойства пойменных отложений рек и активных
9 илов
1.4.8 Биосорбция цезия.
Глава II. Сорбционное концентрирование цезия на природном сорбенте
опок Астраханской области. Экспериментальные исследования.
2.1 Методы исследования.
2.1.1 Реагенты и аппаратура.
2.1.2 Объекты исследования
ф 2.1.3 Обработка результатов измерений.
2.2 Адсорбция цезия сорбентом СВ4
2.2.1 Влияние массы сорбента СВ4 на сорбцию цезия
2.2.2 Изотермы сорбции ионов цезия
2.2.3 Температурная зависимость сорбции цезия.
2.2.4 Кинетика сорбции цезия сорбентом СВ4.
Глава Ш. Квантовохимическое кластерное моделирование процесса
сорбции цезия сорбентом СВ4
3.1. Особенности квантовохимических методов.
3.2 Моделирование адсорбции.
3.2.1 Кластерное приближение
3.2.2 Модели и методы расчета.
3.2.3 Расчеты моделей адсорбционных комплексов ионов цезия с активными центрами поверхности кремнеземов и алюмосиликатов полуэмпирическими методами.
3.2.4 Механизм адсорбции цезия на кремнеземах и алюмосиликатах 9 Глава IV. Использование сорбента СВ4 для удаления цезия из воды
4.1 Влияние природных аналогов и преобладающих ионов на
сорбцию цезия.
4.2 Удерживающая способность сорбента СВ4 при прокаливании
4.3 Использование опок Астраханской области в создании
способов очистки воды от цезия
4.3.1 Адсорбция цезия природным сорбентом в динамическом
режиме
4.3.2 Адсорбция цезия природным сорбентом в статическом режиме.
Перспективы дальнейших исследований.
Выводы
Список публикаций автора
Литература


Основные материалы диссертации доложены на XVII Менделеевском съезде по общей и прикладной химии Казань, , Международном Форуме Аналитика и Аналитики Воронеж, , ХЬ Всероссийской конференции по проблемам математики, информатики, физики и химии Москва, , VII Международной научной конференции Экологобиологические проблемы бассейна Каспийского моря Астрахань, , II Международном симпозиуме Разделение и концентрирование в аналитической химии и радиохимии Краснодар, , V Всероссийской конференция молодых ученых Саратов, г. Международной конференции Средства и методы обеспечения экологической безопасности Астрахань, , на итоговых научных конференциях Астраханского государственного университета. В целом работа доложена на научном семинаре кафедры аналитической и физической химии Астраханского государственного университета Астрахань, . Обоснованность научных положений, выводов и рекомендаций. Научные положения, выводы и рекомендации основаны на теоретических и экспериментальных данных, полученных с применением различного современного научноисследовательского оборудования. Обработка результатов проведена с использованием статистических методов и компьютерной техники, что делает положения диссертации достоверными. Личный вклад автора. Все теоретические расчеты и экспериментальные работы, систематизация, анализ полученных результатов и теоретическая интерпретация осуществлялась лично автором. Публикации. По теме диссертации опубликовано работ, в том числе 6 статей в журналах и 7 статей и тезисов докладов в материалах международных и Российских конференций. Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка цитируемой литературы, включающей 0 источников, приложения. Работа изложена на 0 страницах машинописного текста, содержит рисунков и таблиц. ГЛАВА I. РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ. Общая характеристика цезия. Одним из основных долгоживущих радионуклидов, входящих в состав наиболее массивных радиоактивных загрязнений среды ядерноэнергетического происхождения является цезий7. Скорость распада этого радионуклида значительно меньше скорости накопления его в среде, что при современных системах защиты и нормах выбросов радионуклидов в среду ведет к накоплению излучателей в экосистемах табл. Таблица 1. Радионук лид 12 си ч 3 Сэ входит в группу радиоактивных продуктов деления, образующихся в реакциях деления ядер 5 и , , Ри и др. Продукт распада 7Сз возбужденный 7Ва с периодом полураспада 2, мин. Химические свойства цезия не отличаются большим разнообразием степень окисления его постоянна и равна единице. Содержание стабильного изотопа 3Сз в среде незначительно 36 в земной коре, костной ткани человека, животных и в морской воде 31 О8 . В соответствии с нормами радиационной безопасности НРБ содержание 7Сб в атмосфере 4,6мгл, в воде 2,78 мгл, в морской воде 54мгл. Период биологического полувыведения у человека у взрослого до 3х месяцев, у детей в возрасте до лет суток, у детей в возрасте до 5 лет суток. При попадании в организм человека цезий7 вызывает лейкемию, рак молочной железы, печени, подавляет систему кроветворения, угнетает костный мозг, вызывает опухоли кожи. При попадании на кожу всасывается по кровеносным и лимфатическим капиллярам. Период биологического полувыведения его из кожи 1 сутки 2. В среде до становления ядерной энергетики радиоактивный изотоп отсутствовал полностью. Естественных биологических функций не несет. Используется, выделяясь из осколочных продуктов АЭС, как уизлучатель в медицине, металлургии, сельском хозяйстве. В настоящее время в незначительных количествах обнаруживается во всех объектах внешней среды. Сб, во внешнюю среду при авариях реакторов и предприятий по производству и переработке ядерного топлива 3,4. По интегральным оценкам, сделанным на основании определения плотности и состава радиоактивных выпадений в пределах территории бывшего СССР, в результате взрыва 4го энергетического блока Чернобыльской АЭС апреля 5,6, и начавшегося вслед за этим пожара, из реактора было выброшено около 3,5 топлива, в атмосферу поступило 1,9 ЭБк других продуктов деления, в том числе ПБк 7Сб 7.