Университет XXI века: научное измерение

«Университет XXI века: научное измерение» – 2020 218 рицательных зарядов в структурной ячейке; замещение обменного водорода на поверхности минерала на катионы [1]. Основной вклад в формирование сорбционной емкости глинистых минера- лов вносит нарушение связей кристаллической решетки [1]. Кроме ионного обмена поглощение катионов тяжелых металлов глинами также может включать механизмы комплексообразования (внутри- и внешне- сферного) и осаждение на поверхности [2]. Поверхностное комплексообразова- ние, представляющее специфическую адсорбцию, происходит на краевых участках. Оно включает образование прямых связей между катионами металлов и поверхностными группами OH, а также атомами O, которые имеют промежу- точную силу между ионными и ковалентными связями [3]. В случае высокой концентрации металла в растворе и нейтральной или слабощелочной среды воз- можно осадкообразование солей или гидроксидов металлов на поверхности глин. Согласно [4], многие так называемые изотермы адсорбции сочетают эффекты хемосорбции и осаждения с эффектами зарождения гидроксидов металлов на поверхностях. Нами было показано [5], что катионы свинца поглощались натри- евым бентонитом как через механизм ионного обмена, так и в процессе образо- вания новой фазы на его поверхности – карбоната свинца (гидроцеруссита). Сорбционные свойства глин активно используются для иммобилизации за- грязнителей в почвах, очистки сточных и природных вод. Природный монтмо- риллонит используется для поглощения различных катионных загрязняющие веществ, особенно катионов тяжелых металлов и катионных красителей [6, 7, 8, 5]. Адсорбционная ёмкость глинистых минералов по отношению к тяжелым металлам, как правило, не превышает емкости катионного обмена и составляет порядка нескольких или нескольких десятков мг/г [9]. Согласно [10], химиче- ское сродство ионов переходных элементов уменьшается в ряду: Cu 2+ > Pb 2+ > Zn 2+ > Cd 2+ ~ Mn 2+ . Этот порядок, в целом, соответствует константам гидролиза катионов металлов. Глины оказались эффективными материалами для дезактивации одежды, техники, строительных материалов при ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС [11]. Для этих целей применялись бентонит и палыгор- скит Черкасского месторождения глин в виде водных паст (12–15 %) и суспен- зий (2–7 %). Некоторые природные глины могут проявлять высокую селектив- ность по отношению к определенным катионам, например, палыгорскит (атта- пульгит) – к радиоактивному Cs + [12]. Бентонит использовался для предотвращения загрязнения речных вод Ан- глии пестицидами паракватом и дикватом [13]. Широко используются бентони- товые глины для удаления лишних белков из вина во время его производства [14]. Morris et al. [15] выяснили, что мелкозернистые морские отложения, содержащие каолинит и монтмориллонит, способны адсорбировать сильнодействующий токсин микроцистин-LR, вырабатываемый пресноводными сине-зелеными во- дорослями. Churchman [16] показал, что некоторые бентониты могут удалять все белки из отходов скотобоен, которые в противном случае могли бы вызвать эвтрофикацию водных экосистем. Сельские жители вдоль реки Нил в Судане для удаления вирусов из речной воды используют натуральную глину [17].