№7|2020
ПИТЬЕВОЕ ВОДОСНАБЖЕНИЕ
DOI 10.35776/MNP.2020.07.03
УДК 556.3+628.16+544.726
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
- 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.
- 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.
- Виноградов А. П. Геохимия редких и рассеянных химических элементов в почвах. – М.: Издательство АН СССР, 1957. 240 с.
- 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.
- Солодов Н. А., Балашов Д. С., Кременецкий А. А. Геохимия лития, рубидия и цезия. – М.: Недра, 1980. 233 с.
- Чертко Н. К., Чертко Э. Н. Геохимия и экология химических элементов: Справочное пособие. – Минск, Издательский центр БГУ, 2008. 140 с.
- Гавриленко В. В., Сахоненок В. В. Основы геохимии редких литофильных металлов. – Л.: Издательство Ленинградского государственного университета, 1986. 172 с.
- 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.
- Химические элементы в организме человека: справочные материалы / Под общей редакцией Л. В. Морозовой. – Архангельск, Поморский государственный университет имени М. В. Ломоносова, 2001. 45с.
- Авцын А. П., Жаворонков А. А., Риш М. А., Строчкова Л. С. Микроэлементозы человека: этиология, классификация, органопатология. – М.: Медицина, 1991. 496 с.
- Скальный А. В. Химические элементы в физиологии и экологии человека. – М.: Издательский дом «ОНИКС 21 век»: Мир, 2004. 216 с.
- Lazarus J. H. Endocrine and metabolic effects of lithium. – Boston: Springer, 1986. 208 p.
- 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.
- Hoshino T. Preliminary studies of lithium recovery technology from seawater by electrodialysis using ionic liquid membrane // Desalination. 2013. № 317. P. 11–16.
- 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.
- 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.
- 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.
- 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.
- Федорова С. В., Крыжановский А. Н. Удаление лития из подземных вод ионообменным методом // Водоснабжение и санитарная техника. 2017. № 2. С. 47–52.
- Анисимова Н. П., Павлова Н. А. Гидрогеохимические исследования криолитозоны Центральной Якутии. – Новосибирск: Академическое издательство «Гео», 2014. 189 с.
- 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.
- 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.