Анотація до роботи:

Кліщенко Р.Є. Електрокінетична очистка глинистих шламів та ґрунтів від важких металів і радіонуклідів – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 21.06.01 – екологічна безпека. – Інститут колоїдної хімії та хімії води ім. А.В.Думанського НАН України, Київ, 2008.

Дисертацію присвячено вивченню особливостей вилучення радіонуклідів Cs, Sr, U та важких металів Co, Cu, Pb з вітчизняних ґрунтів та глиновмісних шламів з використанням електроремедіаційної технології. Встановлено зв'язок між рН середовища, сорбційно-десорбційними процесами на поверхні глинистих мінералів та ґрунту і ефективністю електроремедіації. Показано, що електроремедіація є достатньо ефективною лише при застосуванні реагентів-інтенсифікаторів, та доведено, що найбільш доцільним способом інтенсифікації є прокачування розчинів кислот (HNO₃, CH₃COOH) крізь катодну камеру. Запропоновано імпульсний режим електричного живлення при електроремедіації, та встановлено, що він дає змогу зменшити витрати енергії на 20-30%. Запропоновано альтернативний метод регулювання рН, шляхом відокремлення електродних камер катіонообмінними мембранами.

Вперше реалізовано метод детоксикації шламу гальванічного виробництва методом електроремедіації з одночасним отриманням катодної міді.

Показано, що технологія високотемпературного випалу є ефективним способом імобілізації шламів гальванічного виробництва.

1. У дисертації розроблено методи електроремедіації глинистих шламів та ґрунтів ряду вітчизняних регіонів від важких металів та радіонуклідів (Co, Cu, Pb, Cs, Sr та U,). Вперше показано, що визначальну роль в процесах очистки від Cs та Sr відіграє природа глинистого мінералу та особливості сорбційної поведінки елемента, а при видаленні Co, Cu, U та Pb – рН забрудненого середовища.

2. Запропоновано ряд реагентів, які інтенсифікують процес електрокінетичної очистки, та порівняно їх ефективність у залежності від типу ґрунту та режимів очистки. Показано, що при видаленні урану з каолінітового шламу найефективнішим реагентом є ЕДТА, в той час, як при вилученні міді, кобальту та урану з ґрунтів та суміші пісок-монтморилоніт найбільш доцільним є регулювання рН за допомогою HNO₃ та CH₃COOH.

3. На основі дослідження змін рН в об’ємі під час очистки та кінетичних кривих видалення забруднень у катодну камеру доведено, що найбільш ефективним способом застосування кислот є прокачування їх розчинів через катодну камеру. Запропоновано альтернативний спосіб регулювання рН під час електрокінетичної очистки шляхом застосування електрохімічно активних мембран для відокремлення катодної камери. Встановлено, що ефективність гомогенних мембран IONICS є вищою, ніж у гетерогенної мембрани МК-40 та незаряджених діафрагм.

4. На основі теоретичного аналізу нерівноважних процесів у комірці під час електрокінетичної очистки вперше запропоновано та детально вивчено перебіг процесу електроремедіації при застосуванні імпульсного режиму. Визначено, що імпульсний режим живлення дає можливість заощадити 25–30 % електроенергії при збереженні ефективності видалення забруднень.

5. Показано ефективність використання електрокінетичної технології для комплексної переробки шламу гальванічного виробництва з одночасним отриманням катодної міді. Методом електрокінетичної очистки з гальванічного шламу вилучено 96,2 % міді, що дає змогу майже на два порядки знизити вміст металу та пов’язану з цим екотоксичність шламу.

6. Продемонстровано принципову можливість використання керамічної технології для переробки шламів, які утворюються при електроремедіаційній очистці. Встановлено, що отримані керамічні продукти практично безпечні для навколишнього середовища, внаслідок надійної фіксації важких металів у керамічній матриці.

Публікації автора:

Основні положення та наукові результати дисертаційної роботи викладено в наступних публікаціях:

1. Klischenko R. Purification of galvanic sewage from metals by electrodialysis / Klischenko R., Kornilovich B., Chebotaryova R., Linkov V. // Desalination. – 1999. – V. 126.– Р. 159 – 162.

Літературний пошук, планування та проведення експериментів із вилучення важких металів, формування та випалу керамічних матриць, участь в обговоренні результатів та написанні статті.

2. Клищенко Р.Е. Утилизация отходов водоочистки гальванических производств / Клищенко Р.Е., Чеботарева Р.Д., Корнилович Б.Ю. Линков В.М., Шевченко Т.И. // Химия и технология воды. – 1999. – T.21, № 5. – С. 541–546.

Проведення експериментів з аналізу гальванічних шламів та вилучення важких металів, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

3. Чеботарева Р.Д. Электрохимическое извлечение меди из сточных вод гальванических производств / Чеботарева Р.Д., Клищенко Р.Е. // Химия и технология воды. – 2001. – Т.23, №3. – С. 272 –275.

Проведення експериментів по вилученню міді з розведених розчинів, участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.

4. Абруззесе К. Электрохимическая дезактивация радиоактивно загрязненных глиносодержащих шламов / Абруззесе К., Корнилович Б.Ю., Мищук Н.А., Пшинко, Г.Н., Клищенко Р.Е. // Химия и технология воды. – 2004. – Т.26, № 3, С. 247-259.

5. Kornilovich B. Enchanced electrokinetic remediation of metals-contaminated clay soil B. Kornilovich, N. Mishchuk, K. Abruzzese, G. Pshinko, R. Klishchenko // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. – 2005. –№ 265. – Р. 114 – 123.

В роботах [4, 5] виконання експериментів по вилученню важких металів та радіонуклідів з модельних систем глинистих мінералів, участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.

6. Mishchuk N. pH regulation as a method of intensification soil electroremediation / Mishchuk N., Kornilovich B., Klishchenko R. // Colloids and Surfaces A: Physicochem. Eng. Aspects. – 2007. – № 306. – Р. 171 –179.

Виконання експериментів по вилученню важких металів та радіонуклідів з природних систем (грунтів), участь в інтерпретації отриманих результатів та написанні статті.

7. Клищенко Р.Е. Использование шламов гальванических производств в керамике / Клищенко Р.Е., Чеботарева Р.Д., Пшинко Г.Н., Корнилович Б.Ю. // Экотехнологии и ресурсосбережение. – 2000. – № 6. – С. 26 – 29.

Участь в експериментах з формування та випалу керамічних матриць на основі гальванічних шламів,обговорення результатів досліджень та оформлення статті.

8. Клищенко Р.Е. Комплексная технология извлечения меди из шлама гальванического производства / Клищенко Р.Е., Косоруков А.А., Чеботарева Р.Д., Корнилович Б.Ю. // Вісник Черкаського держ. техн. університету. –2000. – №3. – С. 25 – 27.

Літературний пошук, проведення експериментів з вилучення важких металів, участь в обговоренні результатів та написанні статті.

9. Клищенко Р.Е. Вилучення кольорових металів із шламів виробництв / Клищенко Р.Е., Чеботарева Р.Д., Корнилович Б.Ю. // Матеріали семінару ”Проблеми переробки відходів гальванічних та ливарних виробництв промислового комплексу України : міжнар. наук.-техн.конф. : тезисы. докл . –Алушта, Україна –1998. – С. 6.

Літературний пошук, проведення експериментів з вилучення важких металів, участь в обговоренні результатів та написанні статті.

10. Кліщенко Р.Є. Електрохімічна дезактивація радіоактивно забруднених глиновмісних шламів / Кліщенко Р.Є. // Охорона водного басейну та контроль якості води : міжнар. наук.-техн.конф. : тезисы. докл . – Київ, Україна – 2004 р. – С.37–39.

11. Аббрузесе К. Электрохимическая детоксикация глинистых шламов / Б.Ю. Корнилович, Н. А. Мищук, Р.Е. Клищенко И.А. Ковальчук // “Экология и здоровье человека. Охрана водного и воздушного бассейнов. Утилизация отходов : міжнар. наук.-техн.конф. : тезисы. докл . – Бердянск, Украина – 2004 р. – С.601 – 603.

12. Abbruzzese C. Pulse Regime of Electroremediation of Clay Soils / C. Abbruzzese, B. Kornilovich, N. Mishchuk, R. Klischenko, G. Pshynko // International Electrokinetics Conference ELKIN 2004, Carnegie Mellon University, Pittsburg, PA, USA – 2004. – P.43.

В [11,12] проведення експериментів з вилучення радіонуклідів з глиновмісних шламів, участь в обговоренні результатів та оформленні тез.

13. Kornilovich B. Electro-osmosis remediation kinetics of heavy metal and radionuclide contaminated wastes and soils / B. Kornilovich, C. Abbruzzese, N. Mishchuk, R. Klischenko // “Interface against pollution”. (Granada, Spain – 2006).– P.88.

Проведення експериментів з вивчення кінетики вилучення радіонуклідів з глиновмісних шламів, участь в обговоренні результатів та оформленні тез.

14. Kornilovich Boris Yu. Decontamination of clay soils from uranium / Boris Yu. Kornilovich, Nataliya Mishchuk, Roman Klishchenko // “Electrokinetic phenomena – 2006” (Nancy, France – 2006).– P.56.

Проведення експериментів з вилучення урану з ґрунтів, участь в обговоренні результатів та оформленні тез.