Navzdory tomu, žertuťová činidlase převážně používají pro lokalizaci a zkoumání rtuti, některá činidla mají schopnost vyjmout nebo extrahovat rtuť z vody tvarováním budov. Navzdory tomuto potenciálu pro nápravu, rtuťová činidla při použití v aplikacích na úpravu vody, zvláště na rozdíl od specifických rtuťových sorbentů.
Využitírtuťová činidlav procesech úpravy vody je většinu času frustrován několika prvky. Selektivita a odbornost rtuťových činidel, v první řadě a především při odstraňování rtuti z vodních zdrojů, nemusí být ve skutečnosti tak vysoká než vyhrazené rtuťové sorbenty výslovně zamýšlené z tohoto důvodu. Tyto sorbenty jsou navrženy tak, aby měly vysokou snášenlivost a omezující limit s ohledem na částice rtuti, zaručující úspěšné vypuzení z vodních podmínek.
Kromě toho může použití rtuťových činidel pro úpravu vody vzbuzovat obavy s ohledem na stáří destruktivních následků nebo přítomnost extra znečišťujících látek do vody. Očekávaný ekologický efekt a bezpečnostní úvahy spojené s využíváním rtuti umocňují další zlom jejich širokého přijetí ve vodohospodářských nácvicích.
Kromě toho může přiměřenost nákladů a všestrannost použití rtuťových činidel pro enormní rozsah činností úpravy vody představovat potíže, zvláště když jsou dostupné účinnější a určené jiné možnosti, jako jsou rtuťové sorbenty.
Zatímco reagencie na bázi rtuti nabízejí potenciál pro vypuzování rtuti z vody prostřednictvím látkových spojení, jejich omezení týkající se selektivity, přirozeného účinku a zdravého rozumu v kontrastu se zadanými rtuťovými sorbenty zdůrazňují význam použití konkrétních sorbentů pro úspěšná a únosná uspořádání úpravy vody.
Jak rtuťová činidla vážou a odstraňují rtuť z vody?
Určitýrtuťová činidlamůže extrahovat rozpuštěné ionty rtuti z vody selektivní vazbou rtuti za vzniku nerozpustných sloučenin. Běžně používaná činidla zahrnují:
Sulfid – Reaguje se rtutí za vzniku černé sraženiny sulfidu rtuťnatého. Běžnými zdroji sulfidu jsou sulfid sodný, sulfid amonný a plynný sirovodík.
Dithiokarbamát – váže rtuťové ionty za vzniku stabilního žlutého komplexu, který se vysráží. Nejčastěji se používá diethyldithiokarbamát sodný.
Thiol-funkcionalizovaný oxid křemičitý - Rtuť vykazuje silnou afinitu k síře a váže se na thiolové skupiny na površích oxidu křemičitého.
Ferokyanid - Tvoří nerozpustný modrý ferrokyanidový komplex s ionty rtuti.
Polythiolové pryskyřice – obsahují více thiolových funkčních skupin, které mohou zachytit rtuť.
Vysrážené sloučeniny rtuti nebo rtuť vázaná na pryskyřici pak mohou být filtrovány nebo odděleny od vody. Tím se dosáhne snížení koncentrací rozpuštěné rtuti. Některá činidla jsou optimalizována pro maximální účinnost odstraňování rtuti.
Rtuťová činidla však často nejsou schopna snížit rtuť na velmi nízké úrovně potřebné pro pitnou vodu. Pro vysoký úběr je zapotřebí více aplikací. Mohou také nastat zkřížené reakce s jinými kovy, což snižuje selektivitu.
Jaká jsou omezení používání rtuťových činidel pro úpravu vody?
Zatímco rtuťová činidla mohou do určité míry extrahovat rtuť z vody, mají určité nevýhody, které omezují použitelnost pro čištění vody:
Není navrženo pro maximální účinnost odstraňování - Primárně optimalizováno pro analytickou reaktivitu spíše než pro kapacitu sorbentu.
Omezená kapacita odstraňování – může dosáhnout 30-70 % odstranění, ale nesplňuje normy pro pitnou vodu.
Interference od jiných složek vzorku - Reagencie mohou přednostně vázat složky matrice, čímž se snižuje odstraňování rtuti.
Obtížná separace - Pomalá filtrace kvůli vytvořeným jemným sraženinám, které vyžadují koagulanty.
Spotřeba reagencií – Pro udržení účinnosti odstraňování je nutné neustálé přidávání.
Sekundární znečištění – Použité reagencie a sloučeniny rtuti vyžadují pečlivou likvidaci.
Cena - Relativně drahé ve srovnání s aktivním uhlím nebo jinými sorbenty.
Nedostatek selektivity - Může odstranit další kovy spolu se rtutí, pokud nejsou vysoce specifické.
Kvůli těmto omezením jsou samotná rtuťová činidla nedostatečná pro čištění pitné vody nebo úpravu odpadních vod kontaminovaných rtutí, aby byly splněny limity pro vypouštění.
Jaké alternativní technologie jsou lepší pro odstranění rtuti z vody?
Specializované sorbenty a membránové filtrační systémy jsou obecně vhodnější než rtuťová činidla pro účinné snížení rtuti ve vodě pro opětovné použití nebo bezpečné vypouštění.
Aktivní uhlí impregnované sírou, chloridovými nebo aminovými skupinami selektivně adsorbuje rtuť. Nabízí vysokou kapacitu a rychlou kinetiku.
Iontoměničové pryskyřice s thiolovými funkčními skupinami mohou snížit množství rtuti na úrovně dílů na miliardu.
Nanosorbenty, jako je modifikovaný chitosan, mají velký povrch pro příjem rtuti.
Membrány, jako jsou tenkovrstvé kompozity a membrány modifikované sulfidem, filtrují ionty rtuti.
Vznikající biosorbenty využívají bakterie nebo řasy s povrchovými receptory, které pevně vážou iontovou rtuť.
Tyto specializované technologie odstraňování rtuti mohou zpracovat velké objemy vody nákladově efektivně s minimálním sekundárním znečištěním. Jsou navrženy pro optimální kompatibilitu matrice, kinetiku, sorpční kapacitu a snadnou regeneraci.
Kdy mohou být rtuťová činidla užitečná pro extrakci rtuti z vody?
I když nejsou rtuťová činidla vhodná pro úpravu vody ve velkém, lze je použít pro:
Extrakce vodných vzorků rtuti před laboratorní analýzou - Odstraňuje rtuť z matrice vzorku pro přesnou kvantifikaci.
Leštění po primárních sorbentových systémech - Snižuje zbývající nízké hladiny rtuti chemickou reakcí.
Testování účinnosti odstraňování rtuti na místě – Činidla detekují hladiny zbytkové rtuti po úpravě za účelem optimalizace procesu.
Ruční sanace malých úniků rtuti - Zachyťte rozlitou a vysráženou rtuť pomocí přenosných reagenčních souprav.
Stabilizace rtuti v odpadech - Činidla snižují vyluhování ze ztuhlých kalů a jiných odpadů obsahujících rtuť.
Monitorování toků odpadních vod - Zajistěte, aby úrovně vypouštění odpovídaly předpisům prostřednictvím nepřetržitého měření rtuti.
S pochopením jejich schopností a omezení,rtuťová činidlamůže hrát užitečnou podpůrnou roli vedle upravených procesů čištění pro hospodaření s vodami kontaminovanými rtutí.
Závěr
Zatímco některá rtuťová činidla mohou extrahovat rtuť z vody selektivní vazbou a srážením, mají nevýhody, které omezují jejich účinnost při čištění vody na pitné normy. Jednoúčelové sorbenty a membrány navržené speciálně pro odstraňování rtuti jsou vhodnější pro spolehlivou a nákladově efektivní úpravu rtuti ve velkém měřítku. Rtuťová činidla však mohou hrát užitečnou doplňkovou roli při extrakci, konečném leštění, monitorování, čištění rozlití a stabilizaci, pokud jsou aplikována uvážlivě. S pokroky ve vazebných skupinách a materiálech se mohou v budoucnu objevit jako schůdnější možnosti léčby upravené formy rtuťových činidel.
Reference
1. Blue, LY, Van Aelstyn, MA, Matlock, M., & Atwood, DA (2008). Nízkoúrovňové odstranění rtuti z podzemní vody pomocí syntetického chelatačního ligandu. Vodní výzkum, 42(8-9), 2025-2028.
2. Fu, F., & Wang, Q. (2011). Odstranění iontů těžkých kovů z odpadních vod: přehled. Journal of environmental management, 92(3), 407-418.
3. Li, YH, Li, DQ, Zhang, L., Chen, JP, He, YS, & Yin, JJ (2003). Odstranění stop Hg (II) z vodného roztoku in situ generovaným a tepelně aktivovaným thiol-funkcionalizovaným křemičitanem hořečnatým. Water Research, 37(19), 4943-4950.
4. Nelson, HD, Van Aelstyn, M., Sadowski, C., & Atwood, DA (2009). Tvorba a stabilita sulfidu rtuťnatého ve filtrátech ze systémů úpravy AMD. Journal of Environmental Engineering, 136(2), 209-216.
5. Song, S., Lopez-Valdivieso, A., Hernandez-Campos, DJ, Peng, C., Monroy-Fernandez, MG, & Razo-Soto, I. (2006). Odstraňování arsenu z vody s vysokým obsahem arsenu zvýšenou koagulací s železitými ionty a hrubým kalcitem. Výzkum vody, 40(2), 364-372.