Neskatoties uz to kadzīvsudraba reaģentiPārsvarā tiek izmantoti dzīvsudraba atrašanās vietas noteikšanai un izpētei, daži reaģenti spēj izņemt vai izdalīt dzīvsudrabu no ūdens, veidojot saliktas ēkas. Neskatoties uz šo sanācijas potenciālu, dzīvsudraba reaģenti ūdens attīrīšanas iekārtās, jo īpaši atšķirībā no īpašiem dzīvsudraba sorbentiem.
Izmantošanadzīvsudraba reaģentiūdens attīrīšanas procesos lielāko daļu laika neapmierina daži elementi. Dzīvsudraba reaģentu selektivitāte un prasme, pirmkārt un galvenokārt, dzīvsudraba izvadīšanā no ūdens avotiem, patiesībā var nebūt tik augsta kā īpaši šim nolūkam paredzētajiem dzīvsudraba sorbentiem. Šie sorbenti ir izstrādāti tā, lai tiem būtu liela pieķeršanās un ierobežojums attiecībā uz dzīvsudraba daļiņām, kas garantē veiksmīgu izvadīšanu no ūdeņainiem apstākļiem.
Turklāt dzīvsudraba reaģentu izmantošana ūdens attīrīšanai var radīt bažas par destruktīvu rezultātu vecumu vai papildu piesārņotāju nokļūšanu ūdens apgādē. Sagaidāmais ekoloģiskais efekts un drošības apsvērumi saistībā ar dzīvsudrabu saturošu izmantošanu vēl vairāk pastiprina to plašo uztveri ūdens attīrīšanas mēģinājumos.
Turklāt izmaksu atbilstība un daudzpusība, izmantojot dzīvsudraba reaģentus milzīgām ūdens attīrīšanas darbībām, var radīt grūtības, jo īpaši, ja ir pieejamas efektīvākas un noteiktas citas iespējas, piemēram, dzīvsudraba sorbenti.
Lai gan dzīvsudraba reaģenti piedāvā dzīvsudraba izvadīšanas potenciālu no ūdens caur vielu savienojumiem, to ierobežojumi attiecībā uz selektivitāti, dabisko efektu un veselo saprātu pretstatā esošajiem dzīvsudraba sorbentiem uzsver konkrētu sorbentu izmantošanas nozīmi veiksmīgai un atbalstāmai ūdens attīrīšanas sistēmai.
Kā dzīvsudraba reaģenti saista un izvada dzīvsudrabu no ūdens?
Noteiktidzīvsudraba reaģentivar ekstrahēt izšķīdušos dzīvsudraba jonus no ūdens, selektīvi saistot dzīvsudrabu, veidojot nešķīstošus savienojumus. Parasti izmantotie reaģenti ir:
Sulfīds – reaģē ar dzīvsudrabu, veidojot melnas dzīvsudraba sulfīda nogulsnes. Parastie sulfīdu avoti ir nātrija sulfīds, amonija sulfīds un sērūdeņraža gāze.
Ditiokarbamāts - Saista dzīvsudraba jonus, veidojot stabilu dzeltenu kompleksu, kas izgulsnējas. Visbiežāk izmanto nātrija dietilditiokarbamātu.
Ar tiolu funkcionalizēts silīcija dioksīds — dzīvsudrabam ir spēcīga afinitāte pret sēru un tas saistās ar tiola grupām uz silīcija dioksīda virsmām.
Ferocianīds – veido nešķīstošu zilā ferocianīda kompleksu ar dzīvsudraba joniem.
Politiola sveķi — satur vairākas tiola funkcionālās grupas, kas var uztvert dzīvsudrabu.
Izgulsnētos dzīvsudraba savienojumus vai ar sveķiem saistīto dzīvsudrabu pēc tam var filtrēt vai atdalīt no ūdens. Tādējādi tiek samazināta izšķīdušā dzīvsudraba koncentrācija. Daži reaģenti ir optimizēti, lai nodrošinātu maksimālu dzīvsudraba noņemšanas efektivitāti.
Tomēr dzīvsudraba reaģenti bieži vien nespēj samazināt dzīvsudrabu līdz ļoti zemam līmenim, kas nepieciešams dzeramajam ūdenim. Lai noņemtu lielu daudzumu, ir nepieciešamas vairākas lietojumprogrammas. Var rasties arī krusteniskas reakcijas ar citiem metāliem, samazinot selektivitāti.
Kādi ir dzīvsudraba reaģentu izmantošanas ierobežojumi ūdens attīrīšanai?
Lai gan dzīvsudraba reaģenti zināmā mērā var iegūt dzīvsudrabu no ūdens, tiem ir daži trūkumi, kas ierobežo pielietojamību ūdens attīrīšanai:
Nav paredzēts maksimālai noņemšanas efektivitātei — galvenokārt optimizēts analītiskajai reaktivitātei, nevis sorbenta spējai.
Ierobežota noņemšanas jauda — var sasniegt 30-70% izņemšanas, bet nevar izpildīt dzeramā ūdens standartus.
Traucējumi no citiem parauga komponentiem — reaģenti var saistīt matricas komponentus, samazinot dzīvsudraba noņemšanu.
Sarežģīta atdalīšana – lēna filtrēšana, jo veidojas smalkas nogulsnes, kam nepieciešami koagulanti.
Reaģenta patēriņš — nepārtraukta pievienošana nepieciešama, lai saglabātu noņemšanas veiktspēju.
Sekundārais piesārņojums — izlietotie reaģenti un dzīvsudraba savienojumi ir rūpīgi jāiznīcina.
Izmaksas - Salīdzinoši dārgi salīdzinājumā ar aktivēto ogli vai citiem sorbentiem.
Selektivitātes trūkums — var atdalīt citus metālus kopā ar dzīvsudrabu, ja vien tas nav īpaši specifisks.
Šādu ierobežojumu dēļ dzīvsudraba reaģenti vien nav piemēroti dzeramā ūdens attīrīšanai vai ar dzīvsudrabu piesārņotu notekūdeņu attīrīšanai, lai sasniegtu izplūdes ierobežojumus.
Kādas alternatīvas tehnoloģijas ir labākas dzīvsudraba atdalīšanai no ūdens?
Speciālie sorbenti un membrānas filtrēšanas sistēmas parasti ir piemērotākas nekā dzīvsudraba reaģenti, lai efektīvi samazinātu dzīvsudrabu ūdenī atkārtotai izmantošanai vai drošai novadīšanai.
Aktivētā ogle, kas piesūcināta ar sēra, hlorīda vai amīna grupām, selektīvi adsorbē dzīvsudrabu. Piedāvā lielu jaudu un ātru kinētiku.
Jonu apmaiņas sveķi ar tiola funkcionālajām grupām var pazemināt dzīvsudrabu līdz miljarda daļām.
Nanosorbentiem, piemēram, modificētajam hitozānam, ir liels virsmas laukums dzīvsudraba uzņemšanai.
Membrānas, piemēram, plānslāņa kompozīti un ar sulfīdiem modificētas membrānas, filtrē dzīvsudraba jonus.
Jaunie biosorbenti izmanto baktērijas vai aļģes ar virsmas receptoriem, kas cieši saista jonu dzīvsudrabu.
Šīs īpašās dzīvsudraba noņemšanas tehnoloģijas var rentabli apstrādāt lielus ūdens daudzumus ar minimālu sekundāro piesārņojumu. Tie ir paredzēti optimālai matricas savietojamībai, kinētikai, sorbcijas spējai un vieglai reģenerācijai.
Kad dzīvsudraba reaģenti var būt noderīgi dzīvsudraba ekstrakcijai no ūdens?
Lai gan dzīvsudraba reaģenti nav piemēroti lielapjoma ūdens apstrādei, tos var izmantot:
Dzīvsudraba ūdens paraugu ekstrakcija pirms laboratorijas analīzes — noņem dzīvsudrabu no parauga matricas, lai nodrošinātu precīzu kvantitatīvu noteikšanu.
Pulēšanas apstrāde pēc primārajām sorbentu sistēmām – ķīmiskās reakcijas rezultātā samazina atlikušo zemo dzīvsudraba līmeni.
Dzīvsudraba noņemšanas efektivitātes pārbaude uz vietas – reaģenti nosaka atlikušo dzīvsudraba līmeni pēc apstrādes, lai optimizētu procesu.
Nelielu dzīvsudraba izšļakstījumu manuāla sanācija – Ievietojiet izlijušo dzīvsudrabu un nogulsnējiet to, izmantojot pārnēsājamus reaģentu komplektus.
Dzīvsudraba stabilizēšana atkritumos – reaģenti samazina izskalošanos no cietinātām dūņām un citiem dzīvsudrabu saturošiem atkritumiem.
Notekūdeņu plūsmu uzraudzība — nepārtraukti mērot dzīvsudrabu, nodrošiniet, lai izplūdes līmenis atbilstu noteikumiem.
Izprotot viņu iespējas un ierobežojumus,dzīvsudraba reaģentivar būt noderīga atbalsta loma līdztekus inženierijas apstrādes procesiem ar dzīvsudrabu piesārņoto ūdeņu apsaimniekošanā.
Secinājums
Lai gan daži dzīvsudraba reaģenti var ekstrahēt dzīvsudrabu no ūdens, izmantojot selektīvu saistīšanu un nogulsnēšanos, tiem ir trūkumi, kas ierobežo to efektivitāti ūdens attīrīšanā līdz dzeršanas standartiem. Speciālie sorbenti un membrānas, kas īpaši izstrādātas dzīvsudraba noņemšanai, ir labāk piemērotas uzticamai, rentablai dzīvsudraba apstrādei lielā mērogā. Tomēr dzīvsudraba reaģentiem var būt noderīga papildu loma ekstrakcijā, galīgajā pulēšanā, uzraudzībā, noplūdes tīrīšanā un stabilizācijā, ja tos izmanto saprātīgi. Pateicoties saistīšanas grupu un materiālu attīstībai, dzīvsudraba reaģentu inženierijas formas nākotnē var kļūt par dzīvotspējīgākām ārstēšanas iespējām.
Atsauces
1. Blue, LY, Van Aelstyn, MA, Matlock, M. un Atwood, DA (2008). Zema līmeņa dzīvsudraba noņemšana no gruntsūdeņiem, izmantojot sintētisko helātu veidojošo ligandu. Ūdens izpēte, 42(8-9), 2025-2028.
2. Fu, F., & Wang, Q. (2011). Smago metālu jonu noņemšana no notekūdeņiem: pārskats. Journal of Environment Management, 92(3), 407-418.
3. Li, YH, Li, DQ, Zhang, L., Chen, JP, He, YS un Yin, JJ (2003). Hg (II) pēdu noņemšana no ūdens šķīduma ar in situ ģenerētu un termiski aktivētu ar tiolu funkcionalizētu magnija silikātu. Ūdens izpēte, 37(19), 4943-4950.
4. Nelson, HD, Van Aelstyn, M., Sadowski, C., & Atwood, DA (2009). Dzīvsudraba sulfīda veidošanās un stabilitāte filtrātos no AMD apstrādes sistēmām. Journal of Environmental Engineering, 136(2), 209-216.
5. Song, S., Lopez-Valdivieso, A., Hernandez-Campos, DJ, Peng, C., Monroy-Fernandez, MG un Razo-Soto, I. (2006). Arsēna atdalīšana no ūdens ar augstu arsēna saturu, uzlabojot koagulāciju ar dzelzs joniem un rupjo kalcītu. Ūdens izpēte, 40(2), 364-372.