Сорбционная способность гуминовых веществ торфов различного происхождения Тульской области по отношению к ионам Pb(II)

Известия Тульского государственного университета Естественные науки. 2015. Вып. 4. С. 205-219 Химия

УДК 631.472.56:631.41

Сорбционная способность гуминовых веществ торфов различного происхождения Тульской области по отношению к ионам РЬ(11) *

Е.Д.Дмитриева, А.А.Горячева, Л. В. Переломов, К. В. Сюндюкова,

М. М. Леонтьева

Аннотация. Исследованы особенности сорбции катионов РЬ(11) гуминовыми веществами, выделенными из торфов различного происхождения, в зависимости от времени и рН. Методом дробного осаждения получены низкомолекулярные фракции гуминовых веществ. Установлено, что сорбция катионов РЬ(11) на низкомолекулярных фракциях гуминовых веществ протекает с большей скоростью, чем на исходных гуминовых веществах.

Ключевые слова: гуминовые вещества, тяжёлые металлы, адсорбция.

Введение

В водных и природных почвенных системах природное органическое вещество чаще всего представлено гуминовыми веществами, кроме того, они содержатся в твердых горючих ископаемых. Гуминовые вещества - анионные полиэлектролиты с высокой неоднородностью физических и химических свойств. Гуминовые вещества способны прочно связывать неорганические и органические загрязнители, при этом они выступают в качестве природных детоксикантов [1].

По своему химическому строению гуминовые вещества представляют собой нерегулярные полимеры ароматических полиоксикарбоновых кислот с включениями азотсодержащих фрагментов. Для них характерно наличие ароматического углеродного скелета, замещенного алкильными и функциональными группами, а также периферических полисахаридных и полипептидных фрагментов[2]. В состав гуминовых веществ входит широкий спектр функциональных групп: карбоксильные, гидроксильные, карбонильные, азот, серосодержащие в сочетании с ароматическими фрагментами обу-

* Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (проект № 15-45-03256).

славливают их высокую реакционную способность по отношению к следовым элементам[3, 4].

Катионы тяжелых металлов образуют гетерополярные комплексные соли с гуминовыми веществами. Подобные комплексные соединения содержат ион металла как в анионной части молекулы, так и в виде способного к десорбции катиона[5]. Образование комплексно-гетерополярных солей идет из-за наличия в гуминовых веществах электроотрицательных атомов по ион-ионному и донорно-акцепторному взаимодействию [6].

Целью настоящей работы являлось изучение сорбционной способности гуминовых веществ торфов различного происхождения и выделенных из них низкомолекулярных фракций по отношению к одному из распространенных токсичных элементов - Pb(II).

Объекты и методы

В качестве объектов исследования были взяты два различных по генезису типа торфа: черноольховый низинный, сфагновый переходный и сапропель реки Упы Тульской области.

Черноольховый низинный то'рф состоит из остатков коры и древесины черной ольхи с остатками трав со степенью разложения 35 - 40 %. Образован торф в карстовом обводненном болоте и залегает на глубине более 5 м [7, 8].

Сфагновый переходный торф образован на сплавине толщиной 1,5 м. Славина плавает на поверхности карстового провала, который имеет глубину 7м. Торф имеет низкую степень разложения 10-15%. Состоит из стеблей сфагновых мхов, остатков осок, пушицы, и клюквы [7, 8].

Выделение гуминовых веществ

Гуминовые кислоты выделили по методике, рекомендованной Международным обществом по исследованию гуминовых веществ (www.ihss.gatech.edu). К навеске торфа добавляли 0,1н раствор NaOH (соотношение торф:щелочь - 1:6), смесь кипятили в течение 2 ч при постоянном перемешивании и оставляли на сутки. Отстоявшуюся смесь фильтровали на складчатом фильтре. К фильтрату приливали 10 %-ный раствор HCl до pH = 2 (кислотность раствора определяли по лакмусовой бумаге). Полученный раствор фильтровали. Осадок (ГВ) сушили на воздухе. Очистку ГВ производили двукратным переосаждением из раствора и последующим диализом. Диализ проводили в мембранных мешках с размером пор 12-14 кДа. Длительность диализа - 24 ч

Получение низкомолекулярных фракций гуминовых веществ

Фракционирование гуминовых веществ проводили при комнатной температуре ступенчатым концентрированием раствора ГВ, последовательно добавляли известное количество высаливающего агента. Начальная концентрация высаливающего агента в растворе 20 %. В качестве высаливающих агентов были выбраны: хлорид и сульфат натрия. Исходный раствор ГВ содержал 40 г/л растворенного вещества в 0,05н растворе NaOH с pH= 6,5.

Отделение осажденной фракции от раствора ГВ проводилось центрифугированием в течение 30 мин. при 10000 об/мин. Выделение фракций прекращалось после выхода фракции массой менее 30 мг. Оставшуюся часть ГВ осаждали 10 % раствором HCl. Время фракционирования каждой фракции составляло 24 ч.

Электронная спектроскопия humicsubstances

ИК-спектры снимали на ИК Фурье-спектрометре ФСМ 1201 в таблетках KBr (1,5: 300) c разрешением 4 см-1.

Определение сорбции Pb(II) на гуминовых препаратах

Сухой препарат гуминовых веществ массой 0,1 г помещали в плоскодонную колбу на 100 см3 и добавляли 40 см3 раствора соли свинца с концентрацией 1 мг/дм3. Измеряли рН, при помощи шейкера раствор перемешивали в течение 30 мин при комнатной температуре. В аликвотной части надоса-дочного раствора методом атомно-абсорбционной спектрометрии определяли количество несорбированных ионов металла по предварительно построенным градуировочным графикам. Количество сорбированного металла в этом случае является разностью между его количеством в исходном растворе и оставшемся в надосадочном растворе.

Сорбированность свинца рассчитывали по формуле [9]

(Со - С) • V

Г

m

где Г - сорбируемость ионов свинца, мг/г; Со - концентрация свинца в исходном растворе, (1 мг/дм3); С - равновесная концентрация свинца (мг/дм3); V - объем исходного раствора свинца (0,04 дм3); т - навеска сорбента (0,09 г).

Определение концентрации свинца производилось в равновесном растворе после его центрифугирования на атомно-абсорбционном спектрометре.

Исследование зависимости изменения 'рН от времени в процессесорбции Pb(II) на гуминовых препаратах

В электрохимическую ячейку вносили 40 см3 раствора соли свинца, помещали рН — электроды, затем вносят 0,1 г сорбента. Записывали показания рН через фиксированные промежутки времени. Смесь перемешивали с помощью магнитной мешалки в течение 5 ч до установления равновесия. Измерения проводят с помощью иономера - кондуктомера «Анион - 4154(5)» На основании полученных данных строили кинетические кривые в координатах рН - т (мин) [9].

Обсуждение результатов

Получение низкомолекулярных фракций гуминовых веществ Низкомолекулярные фракции из гуминовых веществ торфов различного происхождения получали методом дробного осаждения. Данный метод основан на снятии заряда и водной оболочки различными концентрациями

солей. Концентрационная коагуляция обусловлена сжатием двойного электрического слоя в результате увеличения ионной силы раствора. Этот вид коагуляции осуществляется при добавлении индифферентных электролитов, не способных к специфической адсорбции.

В качестве высаливающих агентов использовали хлорид и сульфат натрия. Результаты представлены в табл. 1.

Таблица 1

Фракционирование гуминовых веществ торфов различного происхождения методом дробного осаждения

Высаливающий агент, % № фракции ГВ Чернооль-ховый низинный торф ГВ Сфагновый переходный торф

МаС1 ^2804 МаС1

20 1 + + + +

25 2 + / + /

30 3 + - + -

35 4 - - + -

40 5 - - / -

45 6 - - / -

Примечание: «+» - фракция собрана; « / » - фракция выделена, но не собрана;

« - » - фракция не собрана.

Из гуминовых веществ торфов, независимо от их происхождения и состава, было выделено и собрано только по одной фракции при концентрации хлорида натрия 20%. Коагуляция коллоидных частиц гуминовых веществ происходит при увеличении ионной силы раствора. Хлорид-анион обладает слабыми лиофобными свойствами, поэтому его коагулирующее действие мало [10]. Полученные фракции не растворялись в растворе 0,1н КаОН и состояли из органоминеральных соединений, поэтому в дальнейших экспериментах не использовались.

Для получения низкомолекулярных фракций из гуминовых веществ торфов различного происхождения и доказательства влияния аниона на степень высаливания [10] использовали сульфат натрия. Сульфат-анион обладает большим сильными лиофильными свойствами и большим коагулирующим действием по сравнению с хлорид-анионом согласно правилу Шульце-Гарди [10].

Из ГВ черноольхового низинного торфа выделено 3 низкомолекулярные фракции, а из ГВ сфагнового переходного торфа — 4 фракций. Границы высаливания с достоверным изменением свойств фракций торфяных ГВ составляют 20 - 40 % высаливающего агента в растворе.

Анализ полученных фракций ГВ позволил заключить, что с увеличением концентрации сульфата натрия в растворе ГВ происходит последовательное осаждение фракций, которые характеризуются уменьшением молекулярной

массы, степени гидрофобности, ростом степени ароматичности, относительного содержания карбоксильных групп и падением коэффициента цветности

Эксперимент показал, что количественный и качественный состав низкомолекулярных фракций гуминовых веществ торфов зависит от возраста исходных отложений и степени их трансформации: чем старше отложение и чем выше степень его трансформации и гумификации ГВ, тем меньшее количество низкомолекулярных фракций входит в состав мицеллы гуминовых веществ. [11]

Электронная спектроскопия humicsubstances

ИК-спектры гуминовых веществ сняты в одинаковых условиях в области 5000-500 см-1 в таблетках при соотношении массы образца ГВ к массе КВг 1,5:300 мг с разрешением 4 см-1.

Полученные инфракрасные спектры анализируемых ГВ имеют характерный набор полос поглощения для гуминовых веществ [12].

Результаты представлены на рис. 1.

Рис. 1. ИК-спектр ГВ черноольхового низинного

ИК-спектры гуминовых веществ, выделенные из торфов различного происхождения, имеют характерный вид для ГВ в области от 3500 до 1500 см-1 [13]. В составе всех спектров ГВ были идентифицированы [13] следующие пики: в области 3500-3400 см-1 соответствует валентным колебаниям гид-роксильных групп -ОН, преимущественно связанными межмолекулярными водородными связями. На длинноволновом крыле главной полосы около 3200 см-1 участок спектра имеет вид уступа. Он отвечает группам -МЫ, связанным водородными связями. Полосы при 2900 см-1 относятся к колебаниям групп С-Ы в алифатических фрагментах гуминовых веществ. В области 1700 см-1 гуминовые вещества обладают сильным поглощением. Для

[11].

Оолиокм ЧИСАО, СМ>1

гуминовых веществ характерно положение максимума поглощения при 1720 см-1. Эта полоса свойственна карбонильной группе, которая может быть представлена кетонами, альдегидами и карбоновыми кислотами. При длине волны 1650 см-1 пик свидетельствует о присутствии карбоксильных групп ароматических и алифатических группировок или повышенного содержания кетонов. За содержание первичных -ОН групп отвечает пик, равный 1000 см-1. При длине волны 900 см-1 пик отвечает за нахождение ароматических -СНар-групп [13].

ИК-спектры выделенных препаратов гуминовых веществ указывают на наличие ароматических фрагментов, азот- и кислородсодержащих функциональных групп, которые способны связывать тяжелые металлы в комплексные соединения по ионному и ковалентному механизмам.

Определение сорбции Pb(II) на гуминовых препаратах

В природе возможно существование как относительно нерастворимых продуктов взаимодействия ионов металлов с ГВ, так и миграционноспособ-ных форм, представленных комплексами низкомолекулярных фракций ГВ с тяжелыми металлами. Продукты взаимодействия ионов металлов с ГВ, находящимися в твердой фазе, происходятна границе раздела фаз. Доступность ГВ для ионов металлов и устойчивость образующихся соединений может различаться[14].

Количественное описание реакций комплексообразования двухвалентных ионов металлов с ГВ осложняется тем, что в отличие от реакций диссоциа-ции/протонирования, возможно конкурирование между протонами и ионами металлов за места связывания и разные стехиометрии образующихся комплексов. Может произойти образование комплексов состава металл:лиганд 1:1; образование моноядерных комплексов с участием двух или более молекул связываемого вещества; наконец, самой сложной и малоизученной системой являются полиядерные комплексы [15].

При изучении комплексообразования ионов металлов с ГВ используют два основных подхода: 1) в качестве центральной группы рассматривается макромолекула ГК и 2) в качестве центральной группы выступает ион металла [16].

Величина сорбируемости гуминовых веществ зависит от количества ме-таллсвязывающих центров как в органической, так и не в органической части ГВ, от дисперсности ГВ, от концентрации тяжелого металла в исходном растворе, от соотношения массы сорбента к объему металлсодержащего раствора [16]. В условиях проводимого эксперимента концентрация свинца в исходном растворе (Со= 1,0 мг/дм3) и отношение массы ГВ к объему раствора свинца (шГВ:Ур_ра = 0,1000г : 40,0см3) постоянно.

Сорбционную способность гуминовых веществ торфов различного происхождения и полученных низкомолекулярных фракций по отношению к РЬ(11) анализировали методом атомно-абсорбционной спектрометрии. На рис. 2-3 представлены изотермы сорбции.

Рис. 2. Изотермы сорбции катионов РЬ(11) на гуминовых веществах, выделенных из торфов различного происхождения

Рис. 3. Изотермы сорбции катионов РЬ(11) на низкомолекулярных фракциях гуминовых веществ

Изотерма сорбции свинца гуминовыми веществами из раствора имеет характерный экспоненциальный вид. Для описания адсорбции существуют три уравнения: уравнение адсорбции Генри, уравнение адсорбции Фрейнд-лиха и уравнение адсорбции Ленгмюра. При малых степенях покрытия поверхности адсорбатом для однородной поверхности уравнение изотермы

адсорбции имеет вид уравнения Генри. Уравнение адсорбции Фрейндлиха справедливо, когда поверхность неоднородна, следовательно, адсорбция на ее участке проходит с разным тепловым эффектом. Уравнение адсорбции Ленгмюра применяется в следующих условиях: поверхность энергетически однородна, отсутствует взаимодействие между адсорбированными молекулами, адсорбция обратима [17].

Сорбция РЬ(11) на низкомолекулярных фракциях фракции ГВ описывается изотермой Генри. При этом предельная адсорбция не наблюдается. Это связано с тем, что в полученных фракциях содержится большее количество сорбционных центров способных связывать РЬ(11). Таким образом, рабочая концентрация раствора соли РЬ(11), выбранная для изучения сорбируемости, является низкой для достижения предельной адсорбции. В этих условиях сорбция РЬ(11) на фракциях прямо пропорциональна его концентрации в растворе. Это значит, что константа Генри равна коэффициенту распределения РЬ(11) между его содержанием в растворе и во фракциях гуминовых веществах. Тангенс угла наклона изотермы Генри равен константе Генри. Таким образом, для низкомолекулярных фракций гуминовых веществ, выделенных из торфов различного происхождения, она одинакова и составляет К=0,4. В данном случае можно предположить дисперсионное взаимодействие металла.

Кроме того, эксперимент показал, что константа сорбции на низкомолекулярных фракциях в 7 раз выше константы скорости для исходных гуми-новых веществ. Результаты представлены в табл. 2.

Таблица 2

Значения констант скоростей сорбции катионов РЬ(11) на гуминовых

препаратах

Система К е^1 И

ГВ (Ченоольховый низинный торф) 0,01 0,996

ГВ (Сфагновый переходный торф) 0,01 0,995

ГВ Фракция 1(Ченоольховый низинный торф) 0,07 0,996

ГВ Фракция ¡(Сфагновый переходный торф) 0,07 0,997

ГВ Фракция ¡¡(Сфагновый переходный торф) 0,07 0,999

Константа скорости адсорбции ионов свинца на гуминовых веществах, не зависит от их происхождения, и равна 0,01 с-1, а на низкомолекулярных фракциях - 0,07 с-1, следовательно, ионы свинца лучше сорбируются на фракции ГВ, что может быть связано с большей доступностьюсорбционных центров для катионов РЬ(11). Полученные значения констант скоростей, со-

поставимы с константами скоростей для процесса адсорбции ионов свинца на буром угле, активированном гидроксидом калия (К=0,06 с-1) и для процесса адсорбции на нанопористом материале, полученным щелочной активацией бурого угля, (К=0,05 с-1)[18]. Таким образом, ГВ и низкомолекулярные фракции могут использоваться в качестве эффективных природных сорбентов.

Адсорбция катионов свинца на гуминовых веществах, выделенных из торфов различного происхождения, аппроксимировали двумя уравнениями: Фрейндлиха и Ленгмюра.

Однако описание сорбции катионов металлов на гуминовых препаратах более достоверно описывает изотерма Ленгмюра. Тому есть следующие причины. Во-первых, процесс сорбции металлов на гуминовых веществах -это мономолекулярная адсорбция: количество адсорбционных центров равно количеству катионов металлов, которое может сорбироваться, при этом под адсорбционным центром понимают совокупность функциональных групп, с которыми может взаимодействовать катион адсорбата. Во-вторых, изотерма Ленгмюра, в отличие от изотермы Фрейндлиха, позволяет определить более точно величину максимальной сорбции. В-третьих, Ксорб. в изотерме Ленгмюра имеет определенную размерность, в то время как размерность Кфр различается для разных препаратов ГВ, кроме того Кфр имеет описательный характер, тогда как Ксорб. в уравнении Ленгмюра имеет строгий термодинамический смысл: Ксорб. - это константа равновесия сорбции металла на гумино-вых веществах, поэтому зная ее можно рассчитать изобаро-изотермический потенциал АО. Рассчитанные параметры изотерм адсорбции катионов РЬ(11) нагуминовых веществах различного происхождения представлены в табл. 3.

Адсорбция катионов РЬ (II) хорошо описывается, как и уравнением Ленгмюра, так и уравнением Фрейндлиха с высокими значениями коэффициентов корреляции. Отрицательные значения АО свидетельствуют о самопроизвольности протекания процесса сорбции металла и прочности связи сорбент-сорбат.

Кроме того, эксперимент показал, что адсорбция катионов РЬ (II) на твердых препаратах гуминовых веществне зависит от их происхождения, поэтому можно предположить, что помимо протекания химической адсорбции катионов РЬ (II) существенный вклад в процесс сорбции вносят физическая адсорбция и поверхностное осаждение катионов металла на поверхности гуминовых веществ.

Исследование зависимости рН от времени в процессесорбции Pb(II) на гуминовых препаратах

Для подтверждения сорбции катионов РЬ(П) на гуминовых препаратах определяли изменение рН раствора гуминовых веществ в течение процесса сорбции металла.

Выделение в раствор эквивалентного количества ионов водорода при ионном обмене ионов свинца на ионы водорода приводит к изменению водородного показателя. Анализ кривых зависимости рН от времени показал,

Таблица 3

Параметры изотерм адсорбции катионов РЬ(11) на гуминовых веществах различного происхождения

Изотерма Ленгмюра Г =Г Кс 1+Кс

Система Гтомг/г К г/мг г ДСкДж/моль

ГВ (Че- 0,4 1 0,994 -16

ноольховый

низинный

торф)

ГВ (Сфагновый 0,4 1 0,996 -17

переходный торф)

Изотерма Фрейндиха Г = КСп

Система К п И

ГВ (Че- 0,008 1 1

ноольховый

низинный торф

ГВ (Сфагновый 0,008 1 1

переходный торф)

что равновесие процесса сорбции на исходных ГВ устанавливается за 80-120 мин., а на низкомолекулярных фракция за 40 мин (рис. 4).

0 20 40 60 80 1 00 1 20 1 40 160 180 0 20 4 0 60 80 100

Время,

а) б)

Рис. 4. Зависимость рН водного раствора от сорбции ионов РЬ(11): а) гуминовых веществ, б) низкомолекулярных фракций гуминовых веществ

Таким образом, можно сделать вывод о том, что в составе низкомолекулярных фракций ГВ содержится большее число сорбционных центров, доступных для связывания с катионом РЬ(11), так как в ходе сорбции металла происходило выделение в раствор протонов водорода, доказывающий хемосорбцию, и ионный механизм сорбции РЬ(11) на гуминовых препаратах. Катионы РЬ(11) в основном сорбируются по карбоксильным группам и чем

ближе располагаются карбоксильные группы друг к другу, тем скорость сорбции металла выше. Данный процесс может протекать по следующим уравнениям реакций:

На основании обобщения полученных данных была построена с помощью компьютерной программы Surfer 12, с использованием 52 экспериментальных точек, ЭБ-изотерма связывания свинца гуминовыми веществами торфов различного происхождения в форме r=f(C,pH), где Г - величина сорбции, С - равновесная концентрация сорбата (рис. 5).

Рис. 5. ЗБ-изотермы связывания РЬ(11) гуминовыми веществами: а) - черноольховый низинный торф; б) - сфагновый переходный торф

Зависимость адсорбции от рН носит Б-образный характер. В сильнокислой области сорбция практически не протекает, это обусловлено полным протонированием в течение времени адсорбционных центров на поверхности. Способ построение трехмерных изотерм применим для описания связывания катионов РЬ(П)с гуминовыми веществами с учетом высокой гетерогенности их функциональных групп.

Выводы

Результаты исследования показали, что:

1. ИК-спектры гуминовых веществ, выделенные из торфов различного происхождения, имеют характерный вид в области от 3500 до 1500 см-1. В ИК-спектрах выделенных препаратов гуминовых веществ идентифицированы ароматические фрагменты, азот- и кислородсодержащие функциональные группы, способные связывать тяжелые металлы в комплексные соединения по ионному и ковалентному механизмам.

2. Изотерма сорбции свинца гуминовыми веществами из раствора при начальной концентрации Со = 1, 0 мг/дм3 имеет характерный экспоненциальный вид и хорошо описывается как уравнением Ленгмюра, так и уравннием Фрейндлиха с высокими значениями коэффициентов корреляции.

3. Сорбция РЬ(11) на низкомолекулярных фракциях ГВ описывается изотермой Генри, и при начальной концентрации Со = 1, 0 мг/дм3 предельная адсорбция не наблюдается. Это связано с тем, что в полученных фракциях содержится большее количество сорбционных центров способных связывать РЬ(11). Таким образом, рабочая концентрация раствора соли РЬ(11), выбранная для изучения сорбируемости, является низкой для достижения предельной адсорбции.

4. Константа скорости адсорбции ионов свинца на гуминовых веществах, не зависит от их происхождения, и равна 0,01 с-1, а на низкомолекулярных фракциях - 0,07 с-1, следовательно, ионы свинца лучше сорбируются на фракции ГВ, что может быть связано с большей доступностью сорбционных центров для катионов РЬ(11).

5. Выделение в раствор эквивалентного количества ионов водорода при ионном обмене ионов свинца на ионы водорода приводит к изменению водородного показателя. Анализ кривых зависимости рН от времени показал, что равновесие процесса сорбции на исходных ГВ устанавливается за 80-120 минут, а на низкомолекулярных фракция за 40 минут. Всоставе низкомолекулярных фракций ГВ содержится большее число сорбционных центров, доступных для связывания с катиономРЪ(П), так как в ходе сорбции металла происходило выделение в раствор протонов водорода, доказывающий хемосорбцию, и ионный механизм сорбции РЪ(11) на гуминовых препаратах.

6. Построена 3Б-изотерма связывания свинца гуминовыми веществами торфов различного происхождения в форме Г=£(С,рН), где Г - величина сорбции, а С - равновесная концентрация сорбата. Предложенный способ построение трехмерных изотерм применим для описания связывания катионов РЪ(11) с гуминовыми веществами с учетом высокой гетерогенности их функциональных групп.

Список литературы

1. Александрова Л.Н. Органическое вещество почвы и процессы его трансформации. Л.: Наука, 1980. 287 с.

2. Орлов Д.С. Гумусовые кислоты почв и общая теория гумификации. М.: Изд-во МГУ, 1990. 324 с.

3. Interaction of hydrophobic organic compounds with mineral-bound humic substances / E.M. Murphy, J.M. Zachara, S.C. Smith, J.L. Phillips, T.W. Wietsma // Environmental Science and Technology. 1994. V. 28. P. 1291-1299.

4. Perminova I.V. Size-exclusion chromatography of humic substances: complexities of data interpretation attributable to non-size exclusion effects // Soil Science. 1999. V. 164. No. 11. P. 834-840.

5. Определение концентрационных констант устойчивости комплексов ионов тяжелых металлов с гумусовыми кислотами / С.А. Соколова, С.Е. Цыплаков, В.В. Котов, О.В. Дьяконова, А.Н. Зяблов // Сорбционные и хроматографические процессы. 2013. Т. 13. Вып. 2. С. 162-172.

6. Senesi N. Molecular and quantitative aspects of the chemistry of fulvic acid and its interactions with metal ions and organic chemicals Part I. The electron spin resonance approach. // Analit. Chim. Acta. 1990. V. 232. P. 51.

7. Volkova E.M. The rare mires of Srenderusskaya hill: vegetation and genesis. // Botanical Journal. 2011. V. 96. P. 1575-1590.

8. Surface properties of humic acids from peat and sapropel of increasing transformation / E. Dmitrieva, E. Efimova, K. Siundiukova, L. Perelomov // Environmental Chemistry Letters. 2015. V. 13. No. 2. Р. 197-202.

9. Адсорбция ионов свинца на буром угле, активированном гидроксидом калия / В.В. Симонова, Л.Н. Исаева, Ю.В. Тамаркина, Т.Г. Шендрик, В.А. Кучеренко // ХТТ. 2010. № 2. С. 47-49.

10. Zavarzina A.G., Vanifatova N.G., Stepanov A.A. Fractionation of Humic Acids according to Their Hydrophobicity, Size, and Charge-Dependent Mobility by the Salting-out Method // Eurasian Soil Science. 2008. V. 41. № 12. Р. 1294-1301.

11. Дмитриева Е.Д., Горячева А.А., Сюндюкова К.В. Электрофоретический анализ гуминовых веществ различного происхождения в полиакриламидном геле в присутствии денатурирующих агентов // Междунар. науч. инс-ут «Educatio». 2014. № 4. Ч. 2. С. 152-154.

12. Перминова И.В. Анализ, классификация и прогноз свойств гумусовых кислот: дис... .д-ра хим. наук. М., 2000. 359 с.

13. Kazutake Kyuma. A fractional precipitation technique applied to soil humic substances. // Soil Science and Plant Nutrition. 2012. P. 222.

14. Орлов Д.С., Гришина Л.А. Практикум по химии гумуса. М.: Изд-во МГУ, 1981. 272 с.

15. Pb(II), Cr(VI) and atrazine sorption behavior on sludge-derived biochar: role of humic acids / Fengsa Zhou, Hong Wang, Sheng'en Fang, Weihua Zhang Rongliang Qiu // Environmental Science and Pollution Research. 2015. Р. 1-9.

16. Characterization and adsorption mechanism of Pb (II) removal by insolubilized humic acid in polluted water / Ming-guang Ma, Yun-xia Wei, Guo-hu Zhao, Fang

Liu, Yan-Rong Zhu // International Journal of Environmental Protection and Policy. 2014. P. 231.

17. Стромберг А. Г., Семченко Д. П. Физическая химия. Учебник для вузов. М.: Высшая школа, 2006. 528 с.

18. Адсорбция ионов свинца нанопористыми материалами, полученными щелочной активацией бурого угля / В.В. Симонова, Ю.В. Тамаркина, Т.Г. Шендрик, В.А. Кучеренко // Journal of Siberian Federal University. Chemistry 1. 2012. V. 5. P. 113-122.

Дмитриева Елена Дмитриевна (dmitrieva_ed@rambler.ru), к.х.н., доцент, кафедра химии, Тульский государственный университет.

Горячева Анастасия Анатольевна (goryachevanastya@rambler.ru), к.х.н., доцент, кафедра химии, Тульский государственный университет.

Переломов Леонид Викторович (perelomov@rambler.ru), канд. биол. наук, доцент, кафедра биологии, Тульский государственный университет.

Сюндюкова Кристина Викторовна (kristina-syundyukova@yandex.ru), аспирант, кафедра химии, Тульский государственный университет.

Леонтьева Мария Михайловна (mani.leontyeva@gmail.com), магистрант, Тульский государственный университет.

Sorption abilities of humic substances from different origin peats

in Tula region to Pb

E.D. Dmitrieva, A. A. Goryacheva, L.V. Perelomov, K.V. Siundiukova,

M. M. Leontyeva

Abstract. Adsorption of Pb(II) cations by humic substances extracted from peats of different origin was studied. Low molecular mass humic substance fractions were separated by sequential precipitation. Rate of Pb (II) adsorption by low molecular weight fractions of humic substance was higher than by initial humic substance.

Keywords: humic substances, trace elements, adsorption, peat.

Dmitrieva Elena (dmitrieva_ed@rambler.ru), candidate of chemical sciences, associate professor, department of chemistry, Tula State University.

Goryacheva Anastasia (goryachevanastya@rambler.ru), candidate of chemical sciences, associate professor, department of chemistry, Tula State University.

Perelomov Leonid (perelomov@rambler.ru), candidate of biological sciences, associate professor, department of biology, Tula State University.

Syundyukova Kristina (kristina-syundyukova@yandex.ru), postgraduate student, department of chemistry, Tula State University.

Leontyeva Mariya (mani.leontyeva@gmail.com), magistr, department of chemistry, Tula State University.

Поступила 26.09.2015