Кинетика сорбции ионов никеля на почвах Удмуртии - Марина Анатольевна Шумилова; Вадим Генрихович Петров (Сорбционные и хроматографические процессы, 2022)
Благодаря компонентам поглощающего комплекса почва является мощным природным сорбентом тяжелых металлов в поверхностном слое, снижая, таким образом, негативное воздействие поллютантов. Накопление в почве ионов никеля, способных при изменяющихся внешних условиях вновь переходить в растворенное состояние, диктует необходимость изучения кинетики сорбционного процесса между ионами металла и почвой.Лабораторный эксперимент по изучению кинетики сорбции ионов никеля проводили в статических условиях контакта раствора соли с верхним гумусовым горизонтом (А0 ) дерново-подзолистой, дерново-карбонатной и серой лесной почв, наиболее распространенных в Удмуртской республике. Представлены результаты определения параметров кинетики ионов никеля из водных растворов сульфата никеля почвой. В эксперименте использовалась серия почвенных суспензий, в которых через фиксированные промежутки времени (0.5-600 час) определяли остаточную концентрацию ионов металла методом атомно-абсорбционной спектрометрии с электротермической атомизацией.Определено, что процесс сорбции протекает достаточно быстро, более 90% ионов никеля поглощается в первые два часа всеми типами исследуемых почв; равновесие в системе «почва – никель» достигается практически за24 часа. С помощью экспериментальных кинетических кривых найдено, что величина адсорбции в момент равновесия у дерново-подзолистой почвы по отношению к ионам никеля равна 0.00697 моль∙кг-1, у дерново-карбонатной  ̶ 0.00645моль∙кг-1 и у серой лесной  ̶ 0.00635 моль∙кг-1. Применение уравнений диффузионной кинетики к экспериментальным кинетическим кривым показало, что кинетика исследуемого сорбционного процесса представляет собой комбинацию внешней и внутренней диффузионной кинетики, при этом внешнедиффузионные ограничения проявляются в большей степени у дерново-подзолистой и дерново-карбонатной почв. Сопоставление результатов использования моделей псевдо-первого и псевдо-второго порядков при изучении механизмов сорбции ионов никеля почвами Удмуртии показывает, что в изученных условиях уравнение псевдо-второго порядка лучше описывает экспериментальные данные у всех исследуемых типов почв, свидетельствуя о контроле процесса сорбции металла почвой химической реакцией. Максимальная константа скорости зафиксирована у дерново-карбонатной почвы (2.97∙10-6 кг∙моль-1∙час-1), минимальные значения константы скорости у дерново-подзолистой почвы (0.68∙10-6 кг∙моль-1∙час-1).