DOI 10.35776/MNP.2020.07.03
УДК 556.3+628.16+544.726

Федорова Светлана Викторовна

Распределение лития в подмерзлотных водах и возможности их использования для питьевого водоснабжения в Якутии

Аннотация

В Центральной Якутии использование подмерзлотных вод в хозяйственно-питьевых целях ограничено в связи с повышенным содержанием отдельных элементов, в том числе лития. На основе обобщения химических анализов проб воды из водозаборных скважин дана количественная оценка содержания лития в подземных водах южной части Якутского артезианского бассейна. Максимальная концентрация лития (0,85 мг/л) выявлена в подмерзлотных водах совместного нижнеюрского среднекембрийского водоносного комплекса, в литологическом составе которого присутствуют глинистые породы. Изучен процесс сорбции лития из модельных растворов и натурных подмерзлотных вод сильнокислотной Na-катионитной ионообменной смолой, содержащей активные сульфо­группы. По результатам экспериментальных исследований построены графические кривые извлечения лития, кинетические и динамические зависимости. Гидрохимическая аналитика проб воды выполнялась методом капиллярного электрофореза. В процессе лабораторных экспериментов содержание лития в натурных подмерзлотных водах снизилось с 0,41 до 0,006 мг/л, в модельных растворах – с 0,5 до 0,003 мг/л. Состояние ионообменного равновесия при обмене ионов Li+ на Na+ установилось в течение 15–20 минут после контакта ионообменной смолы с модельным раствором и подмерзлотной водой. Установлено, что степень извлечения лития из природных подмерзлотных вод в статических условиях составляет около 90%, в динамических условиях – 99%. Результаты исследований могут быть использованы при разработке комплексных схем очистки подмерзлотных вод Якутии для питьевого водоснабжения.

Ключевые слова

предельно допустимая концентрация , подмерзлотные воды , литий , Якутский артезианский бассейн , криолитозона , ионной обмен , делитирование

Дальнейший текст доступен по платной подписке.
Авторизуйтесь: введите свой логин/пароль.
Или оформите подписку

Список цитируемой литературы

1. Федорова С. В., Павлова Н. А. Литий в подземных водах южной части Якутского артезианского бассейна: Материалы IX Всероссийской научно-практической конференции «Геология и минерально-сырьевые ресурсы Северо-Востока России». – Якутск: Издательский дом СВФУ, 2019. Т. 2. С. 225–228.
2. Landolt P. E., Sittig М. Lithium. In: Hempel C. A. (ed.). Rare metals handbook. New York: Reinhold Publishing Corporation, 1961. Ch. 16. Р. 343–383.
3. Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. – М.: Издательство АН СССР, 1957. 240 с.
4. Остроушко Ю. И., Бучихин П. И., Алексеева В. В., Набойщикова Т. Ф., Ковда Г. А., Шелкова С. А., Алексеева Р. Н., Маковецкая М. А. Литий, его химия и технология. – М.: Атомиздат, 1960. 200с.
5. Солодов Н. А., Балашов Д. С., Кременецкий А. А. Геохимия лития, рубидия и цезия. – М.: Недра, 1980. 233 с.
6. Чертко Н. К., Чертко Э. Н. Геохимия и экология химических элементов: Справочное пособие. – Минск, Издательский центр БГУ, 2008. 140 с.
7. Гавриленко В. В., Сахоненок В. В. Основы геохимии редких литофильных металлов. – Л.: Издательство Ленинградского государственного университета, 1986. 172 с.
8. Бингам Ф. Т., Коста М., Эйхенбергер Э. Некоторые вопросы токсичности ионов металлов: Перевод с английского / Под редакцией Х. 3игеля, А. Зигель. – М.: Мир, 1993. 368 с.
9. Химические элементы в организме человека: справочные материалы / Под общей редакцией Л. В. Морозовой. – Архангельск, Поморский государственный университет имени М. В. Ломоносова, 2001. 45с.
10. Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. – М.: Медицина, 1991. 496 с.
11. Скальный А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. 216 с.
12. Lazarus J. H. Endocrine and metabolic effects of lithium. – Boston: Springer, 1986. 208 p.
13. Психиатрия: национальное руководство / под редакцией Т. Б. Дмитриевой, В. Н. Краснова, Н. Г. Незнанова, В. Я. Семке, А. С. Титанова; ответственный редактор Ю. А. Александровский. – М.: ГЭОТАР-Медиа, 2011. 1000 с.
14. Hoshino T. Preliminary studies of lithium recovery technology from seawater by electrodialysis using ionic liquid membrane // Desalination. 2013. № 317. P. 11–16.
15. Lemaire J., Svecova L., Lagallarde F., Laucournet R., Thivel P.-X. Lithium recovery from aqueous solution by sorption/desorption // Hydrometallurgy. 2014. № 143. Р. 1–11.
16. Nishihama S., Onishi K., Yoshizuka K. Selective recovery process of lithium from seawater using integrated ion exchange methods // Solvent Extraction and Ion Exchange. 2011. № 29. Р. 421–431.
17. Yoshizuka K., Fukui K., Inoue K. Selective recovery of lithium from seawater using anovel MnO2 type adsorbent // Ars Separatoria Acta. 2002. № 1. Р. 79–86.
18. Пат. 2656311, РФ. МПК С02F1/42; C02F1/58; B01D15/04; B01J39/04; C01D15/00. Способ очистки воды хозяйственно-питьевого назначения от соединений лития / Федорова С. В. // Изобретения. Полезные модели. 2018. № 16.
19. Федорова С. В., Крыжановский А. Н. Удаление лития из подземных вод ионообменным методом // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 2. С. 47–52.
20. Анисимова Н. П., Павлова Н. А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. – Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2014. 189 с.
21. Балобаев В. Т., Иванова Л. Д., Никитина Н. М., Шепелев В. В., Ломовцева Н. С., Скутин В. И. Подземные воды Центральной Якутии и перспективы их использования. – Новосибирск: Издательство СО РАН, филиал «Гео», 2003. 137 с.
22. Fedorova S., Kryzhanovsky A. The using of ion exchange method of Urban Territories’ sub-surface waters purification in Sakha (Yakutia) // Matec Web of Conferences. 2018. 04003. doi:10.1051/matecconf/201817004003.