Радиоаналитические методы в оценке распределения и форм нахождения микроэлементов в сточных и природных водах тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.02 ВАК РФ

ташкентский ордена трудового красного

знамени государственный университет имени а п. ленина

На правах рукописи

тураева сурия тельмановна

РЯДИОНННПИТИЧНСКИЕ МЕТОДЫ В ОЦЕНКЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ И ФОРМ НАХОЖДЕНИИ МИКРОЭЛЕМЕНТОВ

в стачных и природных вадих

PnsnnaJi.iror.iij 02.00.02 - аналитическая хп'.агл

ДВТОРЕФ Е Р Л Г

диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

Ташкент - <992

Гибота выполнена в лаборатории активацконного анализа I; Институте ядерной физики АН Р Уз.

Научное руководители: - доктор химических наук»

профессор КИСТ к,к., доктор хшкчзских наук, КУЛШЪВ Р. А.

Официальные оппоненты:

Ведущая организация:

доктор химических наук, профессор ДУЩБАЕВЛ Р.Х., кандидат хй^нчвсдщ,: наук ХУДАйБЮТШ(В У.

Среднеазиатский научно-исследовательский институт ш. В.А.Бугаева

Зашита состоится М&^ГР 199^ г. в ^4 час, на

заседании специализированного совета Д 067.02.05 при ТашГУ им. В.И.Ленина по адресу: 700095, Вузгородок, ТашГУ химический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ТаиГУ ш, В.И.Ленина {г. Ташкент, Вузгородок, 4).

Автореферат разослан

Ж

/7

1992 г.

Ученый секретарь специализированного совета, л кандидат химических наук

х /

НЕСТЕРОВА И.П.

.'.'! ;>;Ан лАл.ааы'гЬиШ, РАЮШ

Акзд^ьнос'уь Ьоммйи&и» аад«чами охраны и ««оняг-

рикга СОСТОЯНИЯ ОКруЖП»Ж!5Я С !:;:/а;-У:1;.г! ;, ^ .•I;-;.-. ,.

прогноз ¡¡йче-некий ал'гм&гтсго га-ул^а природных >1 й^'йи» ьод под возцейзтаиеи ентропогвнных факторов.

Основными источниками яагтапнзяад "яссойисе расчуи-

лпкл й'ьли«|'!'г-я сброса с-^осиохозяйствил!!« киллекторно-дренажных, промышленных и коммунально-бытовых сточных вод. Объем сельскохозяйственных возвратных вод составляет 20-22 куб.км. в год. Ежегодно в речные воды сбрасывается более 300 млн.м^ промышленных сточных вод, содержащих различные вредные вешества. К основный отраслям промышленности, загрязняющим водные бассейны,в республике! относятся-.машиностроение, цветная и горная металлургия, химическая, оборонная промышленности и др.

Таким образом, сброс сточных вод различного гаьа и пропс-хождения привели к повышению содержания загрязнявших вешесть а водной экосистеме, изменение их физико-химических и биологических свойств.

Анализ тенденций загрязнения водных ресурсов свидетельствует о том, что осуществляемые водоохранные мероприятия б промышленности и б сельском хозяйстве не обеспечивают улучшения и сохранения качества водных ресурсов республики.

Наблюдения последних лет свидетельствуют о том, что химический состав водоемов, в значительной мере определяющий качест во воды в них, связан не только с концентрацией какрокошюнен-тов, но и с концентрацией токсичных микроэлвментов (МЭ). НИ обладает кумулнтизнши, концерогенньыи, мутагеннши, отрицательными действиями и значения ПДК для них низкие -

Решение проблемы мониторинга и охраны водных ресурслп требует комплексного кпучзнин различных уровней. ¡«спредвле-ния МО р природных м стона!!;'. води*, Не менее актуарным ¿'¡'¡-же яодно^ся туч^Шь |'чм|'! ¡:^ч/»дог(ия МЭ в ¡маличных рпсизорлх 1! ьздач, ¡::; •

ОКСТТ"у 11 ', ^игранни, п »/¡опленле , ;?> и," , ■"

Т",- \1 ■.','.:„:•■ : ' •• ■••.•■■.:■ ^ ,г .'.сушесльучшми формами.

хак'.гл образом, современные требования экологии гидрохимии и технологии требуют разработки'!! применения высокочувствительных миоп-юл'-юггашк п&ишнчзеюое ¡/етодоь, ¡¡озполл-т^изк опновро-

ценно определять содержания и форлы наховдения максимального числа МЭ в природных и сточных водах.

Диссертационная работа выполнена в рамках проблемно-тематического плана научно-исследовательских работ ШФ Р Уз по темам (номер госрегистрации 01.86.0058123) "Исследовать методы и метрологические проблемы ядерно-физических высокопроизводительных методик анализа природных объектов).

Цель работы. Целью настоящего исследования является разработка единого комплекса .высокочувствительных радиоаналитических методов определения содержания и фор^ нахождения МЭ в техно-, логических растворах и речных водах,.а также их применение в изучении закономерностей распределения и миграции МЭ и их соединений в водных растворах различного типа и происховдения. Она включает следующие задачи:.

1) Разработка рациональной схемы высокочувствительных, (лультиэлементных радиоаналитических методик определения содержания и форм нахождения МЭ в технологических растворах и природных водах.

2) Оценка метрологических параметров разработанных методик анализа растворов и вод.

3) Изучение распределения и форм нахождения МЭ в технологических растворах.

45. Установление некоторых закономерностей пространственно-фазового распределения и форм миграции МЭ в речных водах региона.

5) Разработка методики предварительного концентрирования и извлечения МЭ из природных и сточных вод с помошыо натриевого хлопкового соапстока.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- впервые разработана комплексная радиоаналитическая методика определения содержания и форм нахождения более 20 МЭ в технологических растворах с пределом обнаружения

- установлены распределения и формы наховдения токсичных, редких и рассеянных МЭ по технологической цепочке производства подземного выщелачивания;

- рекомендованы возможные способы попутного извлечения ценных и очистки токсичных МЭ из технологических растворов подземного выщелачивания;

- выявлены ппоотрансгпскнг¡,иощ*и-;нни,1 >* : мы мш'^ацц!', ь водах Аму.ларьи и Сырдарьи;

- влурвыэ разработана методика тзедварителм^го хот; трироЕГ.ния и извлечения Ж> из природных и сючныч* с к.,-мошьа натриевого хлопкового соапстока.

Практическая значимость работы. Разработанные метопччн получанньте результат испояьаовччч в организации*. Гоекомпгдр" ив та, -Госкомприроды, а также в медцународных программах МАВ ШйСКО и СЭВ для решения научно-практических задач мониторинга и охраны от загрязнения водных бассейнов, в частности:

1) для оценки влияния вредных производств на загрязнение водных бассейнов. г

2) для оценки распределения и поведения металлов в сточных и природных водах, изучение их химизма.

3) для оценки пригодности речных вод для питьевых целей, а такяе для контроля и охраны водных ресурсов региона от саг-рязнения и истощения.

Результаты по формам нахождения МЭ в технологических рас творах и природных водах могут быть использованы при разработке новых методов утилизации токсичных и извлечения ценных МО из сточных вод, а также в технологии подоподготовки для питьевых нужд.

Автор выносит на защиту:

- единые комплексные радиоаналитические методики изучения форм наховдения и содержания МЭ в технологических растворах л природных водах;

- выявленные закономерности пространственного распределения и форм нахождения МЭ в технологических жидких средах и природных водах региона;

- методика предварительного концентрирования и извлечении МЗ из природных и сточных вод;

Апрбашя работы. 'Материалы диссертации доложены и обсуждены на: XXIX Всесоюзном гидрохимическом ковезашш (Ростов, п67г.); Ы Всесо1хш"м симпозиум1! "Изотопы в г^црооК'р'.?-' (Кэу-чло. Ш менделеевском съезде по обшей к прикладной хи-

мии (Москва, 1989 г.); Всесоязной конференции "Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине (Самарканд, 1990 г»); конференции по радиохимии иолодох

ученых (Суздаль, 1990 г.); Всесоюзной научно-практической конференции "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем страны (Ташкент, 1991); на Выездной сессии Научного Совета, посвяшенной проблемам окружающей среды озера Байкал (Байкальск, 1991 г.).

Публикации результатов исследований. По диссертации опубликовано 8 работ в виде 6 тезисов докладов и 2 статей.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, 3-х глав, заключения, выводов и списка использованной литературы из 135 наименований. Она изложена на 115 страницах машинописного текста, иллюстрирована 21 рисунками и содержит 23 таблицы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

На основании всестороннего анализа характеристик различных физических и физико-химических методов определения концентрации и форм нахождения микроэлементов показано, что наиболее подходящим для контроля качества различных растворов и вод являются радиоаналитические методы, особенно нзйтронно-активацион-ный анализ.

Объектами исследования явились технологические растворы производства подземного выщелачивания и речные воды (рр. Аму-дарья и Сырдарья). Содержания и формы нахождения микроэлементов (МЭ) в растворах и водах изучали с помошью комплекса радиоаналитических методов.

Исследуемые пробы облучали на реакторе ВВР-СМ ИЯ$ АН Р Уз. Максимальный шток тепловых нейтронов в вертикальном канале реактора ( = 10^ н/см^.с). При измерении наведенной активности исследуемых образцов использовали полупропоцникопые -

детекторы с энергетическим разрешением порядка 4,5 КЭВ по Тр ■ -линии &Са 1332,5 КЭВ.

С целью снижения предела обнаружения и точности определения МЭ экспериментально били установлены огпи'/зльиыо временные режимы ШМ исследуемых образцов.

Исследуемые радионуклид,» сгруппировали на 2 группы в за-;'Чс«\»ости от пг[•;»•.■>«а полураспада. Группа 1 ( , бъ, Ло, Ы., .'.О, 4/, о';;!уч?нге - п I г-или- ч, охлааде-

- 7 '.и-пгчкчс. ;■--!. ' '-И'^.'-.

с,

Группа Л (¿ь, Ей, Сс, Ее, 8е, Яд, СЬ,

Ш, -^¡¡облучение в течение 2-3 ч, охлаждения 1Ь-17 дней, время измерения 15-20 минут.

Экспериментально установленные оптимальный временные решали обеспечивают достижения минимального предела обнаружения элементов при меньшей длительности облучения вцдзржки и измерения проб.

Определение форм нахождения МЭ и радионуклидов из исследуемых растворов проводили путем экспериментального моделирования с помошыо соответствующих радионуклидов и ИНАА разделенных фракций МЭ. При исследовании состояния радионуклидов в технологически х растворах и речных водах по лабораторному моделированию были использованы радионуклиды

и 2}Щ> с концентрацией Ю-10 - ю-? М, полученные путем облучения на ВВР-СИ. Воду отделяли от взвеси фильтрованием через мембранные фильтры с размером пор - 0,45 мкм. При необходимости после внесения радионуклида для поддержания значения рН добавляли I % раствор

МОИ

или ж в дистиллированную во ду. Кинетику достижения равновесия радионуклидов со стабильными формами изучали методами: ультрафильтрации, сорбции и ионно-, го облена,________________

Данные сорбцяоняых экспериментов > на примере Ей представлены на рис.1 . Согласно данным способность

Ей

■сорбироваться на бумаге и стекле из растворов достигается в течение первых 10 . дней, а в дальнейшем остается неизменной. Это говорит о том, что основные физико-химические изменения состояния радионуклида проходят в первые 5-7 суток. Постоянство коэффициента адсорбции европия при большом времени выдерживания растворов указывает на присутствие радионуклида в относительно устойчивых, на изменяющихся в дальнейшем (возможно в равновесных) формах в данных системах.

Результаты ультрафильтрации, адсорбции показали, что для исследованных радионуклидов равновесие между стабильными формами в использованных водах достигается за 10-20 суток. В дальнейшем использовались "выдержанные" в течение 15-20 суток равновесные растворы.

Результаты кинетических экспериментов по ионному обмену

Рис. I. Зависимость сорбционной способности радионуклида

Ей. на стекле (I), тетрафторэтилене (2) на бумаге (3) от времени выдераивания раствора.

исследованных радионуклидов на ионообменных смолах КУ-2 и АВ-17 приведены на рис.2,3. Полученные данные свидетельствуют о том, что Ей и ос находящихся в основном в иатионной

форме, количественно сорбируются на КУ-2х8, а Ли и •Л'р , находящихся в анионной форле, на АВ-17хЗ - С£ . Причем равновесие ионного обмена радионуклидов Ей и <$с. на КУ-2 достигается за I час -Аи и на АВ-17 за 2-3 часа.

Анализ многочисленных литературных данных позволяет заключить, что наиболее эффективном способом расшифровки форм миграции металлов в природных и сточных водах является создание определенных схем исследования, основанных на сочетании различных методов разделения и определения отдельных форм.

Учитывая сложность состава технологических растворов подземного выщелачивания и слабокислой среди ( рН 1-2) представлялось наиболее перспективным разработать схему,' основанную на фракционировании всевозможных форл на группы: взвешенные, кол-

Время

'•Ь-1-1--Т----'/.-у/1,,1

5 12 36

Рис. '¿, Сорбционная способность /V,

^ Sei (з) катноните

Igftp ' д.-A-ib-A-Л *

-л—-üj

Время Г шы

р „ _ „ . i^Buii)

Рис. 3. Сорбционная способность си С-1'

mjVp(b) , т Ju А) на анионите дВ-17

лоидно-дисперсные и нейтральныэ, а также катионные и анионные (рис. 4).

Рис. <1. ->а определения фор-' нехгг^гная микроэлементов г тзхнэлогииззких рост*! '.I прароцшк водах

! ;

псо-и п.;''Лу "а4 1 ' 1Vг*... I ¿¡ьНОЛЬЗСШ^Ци:.;

ь методик» ионооо»венного фракционирования соготествтолнх Оптимальные условия фракционирования методам элзктродца-

лпоа П пилпи!-и (Л 11Ь|Г>И иО'1'«""«."0"" ЛПТ..« сисщт.. пллтлптп».

о^м!ы1(£ ¿ладиинуклидои ошоооом "ввйдено-наидгно". Иосло фракционирования ионообменные мембраны, растворы католнтной, биолитной и средней ячеек, а л* .же ионообменные смолы и злюат анализировали с помошью ¡ИДА. (ряс.1).

Метрологическая оценка методик.

В ШАА растворов и вод погрешности могут возникнуть как на стадии пробоотбора и пробоподготовки, так и в процессе облучения и измерения исследуемых образцов. Чтобы уменьшать ао

минимума сшибки измерения «спол^зсьали радионуклиды с вы.-скими удедьиш» активностями :: изизреиил проводили яостзтсчио про до я »и! ельно.

В табл. I приведены мвтр.л'Л'Ичз&ыв нарам«гри И1М технологических растворив (маточиик иорбции) б шбраших временных рэщ!мах.

Предложенная !.««тодик£1 позьолпеопределять б твхиолг.-

гичзских растворах и ручных Ю/д.гх около ¿'0 токсичных, редких и рассеянных оломанми с отомтьльаш стандартны»! отклонением от 0,05 до 0,15, с пределе»,!

обнаружения Ю"6 - Ю-10 г/л.

Наиболее наленнш контролем нрзгил! нос!и нетодз ¡шллс; сравнение рез.улы'с!?он анализа гираялелыых иуьб даашлл дру • гих методов. Для оценки воспроизводимости и правильности результатов анализа были использованы сталлартные образцы вод . £ ОЬ -2П, Ш-д, \i0b-4, СО а -Ъ, а тяк*» гТянп«ртяча "бр»-

.. Ь'.^. . ■■■ • А I ; Т К;; ■- •- .!•-':!!'■> .1-4 К-.-М-

.•.:. ¡'. -'._.-.:!'■>■ ..-■ ; '-ч':- •'- ----- - -1-1.'--:-. >--

Таблица I

Вэппрочзиолимость результатов ШАА при определении МЭ б технологических растворах Р = 0,95

Определяемые элементы Содержание элементов, мг/л Относительное стандартное отклонение, мг/л Предел обнаружения, мг/л

S'in 0,013'+ 0,002 0,15 0,003

¿XX 0,U9 + 0,004 0,05 0,001

& 60,0 + b,0 0,08 . 0,001

Ей. 0,79 + 0,03 0,04 о,оооь

Sc 0,41 I 0,02 0,04 0,0005

П 27,5 + 3,0 0,11 0,005

Мо 3,20 + 0,50 0,13 0,006

Ли. ■ Ю'л 0,67 + 0,01 0,06 0,0007

Cd 8,40 + 0,8 0,09 0,005

Js 0,50 ± 0,06 0,11 0,007

SB 0,061 + 0,008 0,13 0,005

Fe. 96,10 + 2,2 0,06 0,05

Co 27,10 + 1,4 0,05 0,0008

Se 0,22 + 0,01 0,07 0,005 ■

Таблица 2

Данные радиоактивационного анализа стандартных образцов вод (США)

Элементы Наши данные ' мкг/л Рекомендуемые значения Относительное расхождение, %

Мышьяк 190,0 206,2 8

Берий 197,2 208,1 5

Код ,шй 198,4 213,1 7

Хром 199,8 218,1 9

Ртуть 186,3 245,1 20

Селен 284,1 270,2 5

Серебро 254,3 272,2 7

Сурьма 185,7 204,1 9

Кобальт ' 196,1 219,1 10

Нелезо ' 198,5 236,1 16

Молибден 234,0 246,1 5

Никель 193,9 249,1 19

1о

¿ив фильтрации и .»лека-родиалмза. >.<аг очники сороции установлен-

т.:

Воспроизводимость Р1-3

уЛЬТ31 ЯЧЯеиее

радиоиндикаторных экспериментов (р.Оврдярьи)

Рацио- Пара-нуклид метры

Ультрафильтрация" ймп/мин

Влектюодиализ >елп/мин

катионнал нейтральная _и коллоидная

аниснн^е

и.

п

5С

15~2

ЗГ-»Д*

хт

Яг-

215^11,0 ЯОб^ТЗ.О £95+24,0

0,05 0,01 0,05 0,04

508+25,0 224+13,0 816+32,0 694+21,0

0705 0,06 0,04 0,03

342+10,0 1804+90,0 2254+90,0 781+46.0

0,03 0,С6 0,04 0,06

117+6,0 1739+53,0 1453+58,0 108+7,0

0,05 0,Св 0,1)3 0,06

Из табл. 3 видно, что относительное стандартное отклонение для ультрафильтрации составляет от 0,03 до 0,0."), а для злектродиализного метода в сумме от 0,10 до 0,20.

Распределение содержания и формы нахождения микроэлементов в технологических растворах

В процессе подземного выщелачивания урановых руд под действием раствора серной кислоты формируются технологические р.?-..-творы. Опробованием растворов целого ряда месторождений установлено, что в технологические растворы переходят и накапливаются в них в повышенных концентрациях микроэлемента , которые можно разделить на три группы (таблица 4):

1 группа - высокотоксичнуе "••тлл», р^шалетт извле'-с-¡'оторч:: нзц°лесет)ралн-:, :' ;> . 1<-;гггг' ртуть.

гп!т::', гссЗальт и др.

:1 гуугг.а ■- це^Н1'-0 и е.цн-. '.,лн,:' " " <>:'.*< " гч

Таблица 4

Содержания и формы нахождения элементов в растворах

Элемент Технологический раствор

._До сорбции на ВА-1Ап_Маточники сорошп;

концзнт- Фотн. %_ Концентра- _Форм». %

рация мг/л анионная катион-ная нейтр. и коллоидная ОДЯ мг/л анионная катионная нейтр. и коллоидная

Кадмий 0.46 _ 63,2 36.е 0,46 64,8 35,2

Пин к .7,2 - 57,1 42,9 - 57,5 »4

далззо 1641 3,0 30,6 66,4 1630 1,3 39,1 59,6 ^

¿проПИЙ о,оь 2,7 36,3 61,0 0,04 0,6 49,2 50, С- £

Кобальт 0,57 1,6 43,8 54,6 0,56 0,6 . 42,3 г; г ~ 7

Скандий . 0,31 4,7 66,6 26,7 0,30 3,5 56.1 30.4

^элен 0,20 79,1 - 20,9 0,156 66), 6 _ 33,4

Моли 5ДЗН 0,76 ЗсЗ,1 19,7 42,7 0,56 16,21 27,9 55.0

лантан 2,54 38,3 32,5 22,6 1,65 21,9 39,0 39.0

Церий 9,63 43,3 30,0 26,6 6,54 31,4 30,5 30,1

Самарий 3,09 28,6 25,4 46,2 2,27 16,7 26,1 о о,

Рений 0,3 64,1 - 15,9 0,1 57,1 - 42,9

' - г= г ■: я ■ молибден, 0<:л2н.

- Ш группа -ценные элементы, для киюрых Г!Д{ пока не уе-тз!!овл?!1ы, к ним относятся - самарий, 1чмг«г, церий, сор пи Р. скандий и рений.

Сведения количественного содержания ГО в растворах далт лишь приближенные сведения з возможном извлечении ценных компонентов, поскольку по концентрации их в растворах нельзя оценить уровень извлечения. Поэтому с этой целью были исследованы формы нахождения МЭ и радионуклидов в растворах (табл. 4).

Как видно из таблицы:

I) В технологически* растворах. кадакй, являтгаийся наиболее токсичнш элементом, а также цинк, железо, кобальт, из тройных элементов - европий и скандий находятся в основном в ка-тионной, нейтральной и коллоидной форлах, поэтому эти элементы на существующих сорбционных анионитных установках из растворов не извлекаются и будут накапливаться в оборотных, а следовательно, и в остаточных растворах ш мере обработки месторождения.

2. Селен, находится в основном в анионной форле и поэтому частично выводится из оборотных растворов.

3. Церий, самарий, молибден представлены всеми формами, причем заметная доля их (40-50 %) принадлежит анионнда формам и эти металлы удовлетворительно сорбируются на анионите и в дальнейшем технологическом цикле могут попутно извлекаться из растворов.

Пространственно-фазовое распределение микроэлементов в пригодных водах

Экологические исследования проводились на регахАмударья и Сырдарья в 1990 р. В качестве гидрсст^оров бнтттт рнбрчн» г.Термез, Тпяууш, Нукус, Кчшджар. Ч-ша->.

Как видно.из данных таблицы Ъ концентрации МЭ в водах варьируют в пределах - 10"^ г/л. 1Ь данных табл. 5 следует, что по сравнению с верхпвьяги. н ггт?овьях рек наблюдается некотогое угзеличечл^ —^ Это

ог-язат, 1ю-в:гр»;.у«у, '"[' "' '"¡зчйсгв-'пгс коллек-

ттнчх ссюнчт воя. ишьига с:"т!!."!1-.;г!1:'.- г^чц-нт^ац/.:: од2152нтэв

Таблица 5

Содержание элементов во взвеси и растворимой фракции в - исследованных водах (мкг/л)

Место отбора Формы нахождения и М Ей ¿С Со Ид 2п. Ре Вь

Са'ланбай взвесь > 0,85 мкм взвесь > 0,23 мкм растворенная 0,69 0,009.0,03 0,25 0,73 0 36 0 006 0 003 0 21 0 Об 9,15 0 074 0 01 0,24 0,11 0,26 0 17 0,97 0,174 6,53 0 26 0,58 2,6 9,97 1300 II 600 5,05 3*27 1Й8

Термез взвесь ^ 0,85 мкм взвесь ^ 0,23 мкм растворенная 0,7 0,019 0,04 0,105 0,78 0,05 0,184 5,34 0 3 0 013 0,002 0,093 0,06 0,016 0,28 1,56 9 5 0 169 0 01 0 102 0 066 0 73 2 2 11,1 334 29 176 25,5 1ёб

Кзылджар взвесь » 0,85 мкм взвесь 0,23 мкм растворенная 0,95 0,01 0,02 0,384 0,57 0 51 0 006 0 002 0 016 0 04 • 9)84 0|0В1 0101 0^24 0,09 0,06 0,17 5,48 0 006 0 054 0,94 0,54 2,52 16,5 1673 332 190 16.2 4,75 85,5

Кипчак взвесь ^ 0,85 мкм взвесь 0,23 мкм растворенная 0,-7 0,012 0,02 0,92 0,87 0 3 ' 0 008 0 002 0 56 0,22 9)5 0,094 0,01 0,42 0,45 0,384 0,128 31 0 26 0 096 1.1 1,36 2 97 19,3 808 192' 100 6,95 0,95 .

Тоямуюн взвесь 0,85 мкм взвесь 0,23 мкм растворенная 0,87 0,014 0,04 0,143 2,9 0,468 0,006 0,003 0,057 0,06 1|374 0^004 0,023 0,107 0,43 0,06 0 II 0 73 0,1 67 0 04 28 2 36 17,8 1640 36 200 6.15 ' 16 196

Сырдарья <Ч:*лаз) взвесь 0,85 мкм взвесь 0,23 мкм растворенная 0,87 0,007 0,09 0,19 1,9 0 46 0,003 0.003 0,092 0,38 ■116 0,0062.6,03 0,12 0,72 0,08 0,13 13 0 168 0,23 1.9 0,15 3,26 22 1200 10 373 18 4л6 1^7

воде p. Амударья, так и р. Сырдарья, что связано со сходным физико-географическим, расположением и условиями.

При сравнении валового содержания МЭ с их ПДК наблюдает-" ся некоторое превышение значения ПДК для ртути, кадмия, железа и урана в отдельных створах рек Амударьи и Сырдарьи.

Как следует^ из данных таблицы^для всех рек региона характерно то, что при относительном постоянстве валового содеряа-ния элементов наблюдаются некоторые различия в фазовом распределении микроэлементов. Основное количество ( ^ 70%) токсичных металлов, таких как ртуть, цинк, сурьма, уран в изученных реках мигрируют в растворённой форме, что необходимо учитывать при оценке загрязненности и миграции металлов в этих реках.

Золото, бром также мигрируют с основном в растворенной фазе, однако такие элементы как европий, скандий, кобальт, железо, преимущественно мигрируют в виде взвеси, т.е. нерастворимой (грубодиспэрсной) форде. Данные о формах нахождения МЭ в речных водах представлены на гистограмме (рис. 5). Было показано, что исследуемые элементы в речных водах мигрируют в виде сложной совокупности взвешенных, катионных, анионных, нейтральных и коллоидных фордах.

Для Ец и Se преобладавшая доля их мигрирует во взвешенной форме. Для Ju, U, Вг и характерно нахождение в исследуемых водах в анионной форме. Растворенная фор/а Se и

Еч. в основном мигрирует в катионной форме. В воде р. Сырдар^ более 50 % Ей, И, Sé, Рг мигрирует в нейтральных и коллоидных фордах.

Концентрирование МЭ из природных вод с помощью натриевой соли хлопкового соапстока

Наиболее распространенным и доступна» методом извлечения металлов из раствора является осаждение."В этом отношении одним из потенциальных видов реагентов, используемых для концентрирования микроэлементов являются отходы масложировой промышленности: натриевая соль хлопкового соапстока (н.с.х.с.), которые образуются при рафинации растительных масел. Годовая, выработка соалстоков только месложирко-.-бината Узбекистана составляет свыше 150 тыс.тонн.

После внесения рздио"укг;' -рч г р: visit's образцы, выбрав

- взвесь I I -анионная 0,65шо1 ' форма

форма

- взвесь 0,23иш

-катеоаная форса

80-

50]

40'

30'

20-

10'

Я

и 5с Ей

В*

Рис. 5. Гястограша фо£ы нахоадения элементов в реке рырдарья (%)

Сю-иая вода

Уду тотчас пти

=1!.Ч!р!П

Нзодсклв радаоп^'-.-

лздоя, Г/ ,

Фильтрат с различным рЯ среда

Ссагдешн'-

■йльтрят для оттределения содержания металлов

Рис.6. Схема определения растворенной формы радионуклидов в водных растворах

предварительно оптимальный объем реагента-осадителя определяли растворенную форлу в зависимости от рН среды, варьируя их кислотами и шелочамя (НцБрь ; нее, нмол, кон).

В качестве метки-носителя в данном случае использовались радионуклиды }'иЕц. , , Сс!, гз9Жр,

(рис. 6).

Данные результатов приведены на рисунке 7. Из полученных данЙых следует, что реагент-осадитель эффективно осаждает радионуклиды в области рН 7-9.

— осаждаются минимально при рН 7-9, что связано с доминированием в растворе анионных форл этих радионуклидов. В интервале рН 7-9 радионуклиды 'иЕц, , /,!Г01-

в основном находятся в катионной форме, поэтому реагентом-оса-дителем максимально осаждаются. Для предварительного концентрирования этих радионуклидов из природных и сточных вод с успехом может быть использована н.с.х.с.

ВЫВОДЫ

1. Разработана рациональная схема высокочувствительных радиоаналитических методик определения содержания и форм нахождения более 20 токсичных, редких и рассеянных элементов в технологических растворах и природных водах.

2. Оценены метрологические параметры предложенных методик. Пределы обнаружения элементов 10" - Ю-^ г/л, относительные стандартные отклонения 0,10-0,30.

3. Впервые изучены и оценены распределения содержания и форм; нахождения токсичных и ценных МЭ по технологической цепочке производства подземного выщелачивания. Даны научно-методические рекомендации по утилизации токсичных и извлечению ценных компонентов в технологических растворах производства подземного выщелачивания.

4. Выявлены некоторые закономерности пространственно-фазового распределения содержания и ф°риы нахождения МЭ в речных водах региона.

Данные о формах нахождения МЭ в речных водах могут бить использованы для очистки питьевых иод от токсичных элементен и их соединений.

5/ Впервые показана возможность применения натриевой соли хлопкового соапстока для соосаждения катионных форд радионуклидов и МЭ из природных и сточных вод.

Основное содержание диссертации отражено в следувсих публикациях:

1. Тураева С.Т., Исаматов Э.В., Кул,матов P.A., Петухов О.Ф., "Изучение распределения и миграции токсичных, редких

и рассеянных элементов в технологических растворах производства подземного выщелачивания с помошью комплекса радиоанали-тнческих методов".// Щ Всесоюзный симпозиум "Изотопы в гидросфере". Тез. доклад. Каунас: 1989 г. С. I09-II0'.

2. Кулматов P.A., Исаматов Э.Е., Тураева С.Т., Кист A.A. "Закономерности распределения и миграции токсичных элементов в окружающей среде Узбекистана" // Х1У Менделеевский съезд по обшей и прикладной химии. Тез.докл. - Ташкент, I9Q9. С. 589.

3. Кулматов P.A., Исаматов Э.З., Тураева С.Т., Кист A.A. "Биохимическое районирование территории аридной зоны СССР на микроэлементы и их соединения" // XI Всесоюзная конференция "Биологическая роль микроэлементов и их применение в сельском хозяйстве и медицине". Тез. докл. - Самарканд: СамГУ, 1990. С. 98.

4. Распределение и формы нахождения элементов в технологических растворах подземного выщелачивания / С.Т.Тураева,

Р.А.Кулматов, э.Е.Исматов и др. - Ташкент: ИЯФ АН УзССР, 1969. - Препринт Г-3-446.С.16

5. Тураеоа С.Т., Кулматов P.A., Исаматов Э.Ё., Кист A.A. "Изучение физико-химического состояния радионуклидов в природных и сточных водах Ii Конференция по радиохимии молодых ученых. Тез. докл. - Суздаль: 1У90. - С. '13.

G. Исаматов Э.Ё., Хашимходжаев М.М.., Тураева С.Т. "Изучение распределения и миграции токсичных элементов с применением ядерно-физических методов". //Всесоюзная научно-практическая конференция "Ученые и специалисты в решении социально-экономических проблем страны". Тез. декл. - Ташкент: "АСАТ" НИИ 1991. С. 22.

7. Хашимходжаев М., Исаматов Э.!С., Тураева С.Т., Кулматов P.A. "Ядерно-Мимические мэтолы в решении экологических

задач Среднеазиатского региона". // Выездная Сессия научного совета, посвяшенная проблемам окружашей среды озера Байкал. Тез. докл. - Москва: Лаборатория мониторинга природной среды, 1991.

В. Аналитические параметры методик определения фор.) нахождения радионуклидов и тяжелых металлов в водах. С.Т.Тураева, Р.А.Кулматов, А.А.Кист и др. У Ташкент: ИЯФ АН УзССР, 1991 -- Препринт Р-3-528. С.13

-

р Подписано к нема! и а.02.92 г. Формат бум л и С0\81'/1о

Бумага писчая. Печать офсешая. Объем / п. л Тир а „к 100 экз. Зак:м

Отпечатано в типографии ТашПИ Ташкент, \л. Я- Кол аса, 1С