Анотація до роботи:

Боголєпов А.А. Вилучення U(VI) та Co(ІІ) з використанням поліетиленіміну та етилендиамінтетраоцтової кислоти з об’єктів навколишнього середовища – 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, 2007.

Дисертацію присвячено встановленню особливостей вилучення U(VI) та Co(ІІ) з об’єктів довкілля з використанням поліетиленіміну (ПЕІ) та етилендиамінтетраоцтової кислоти (ЕДТА). Показано зв'язок між формами знаходження U(VІ) та Co(ІІ) в розчині і процесами, що відбуваються на поверхні алюмосилікатів: наявність комплексоутворюючих лігандів зменшує величини сорбції металів внаслідок утворення їх аніонних форм. Визначено константи утворення комплексів металів з функціональними групами поверхні мінералів. Встановлено вплив гумінових речовин, зв’язаних з їх поверхнею, на величини сорбції та десорбції U(VI) та Co(ІІ).

Запропоновано формулу розрахунку коефіцієнтів затримання металів в баромембранних методах очищення з використанням визначених в роботі констант стійкості комплексів U(VI) та Co(II) з ПЕІ, які не залежать від його структури і молекулярної маси.

На основі встановленої ефективності дії десорбуючих реагентів для дезактивації ґрунтів від сполук U(VI) та Co(ІІ) запропоновано амонійні солі ЕДТА.

У дисертації розглянуто шляхи вирішення задачі вилучення сполук U(VI) та Co(II) з водних середовищ та ґрунтів з використанням комплексоутворюючих лігандів, які виявляються в визначенні впливу реакцій комплексоутворення металів з лігандами при оптимізації процесів дезактивації об’єктів навколишнього середовища. Проведені дослідження дозволяють зробити наступні висновки:

1. Для оптимізації технології дезактивації ґрунтів та шламів в присутності різних комплексоутворюючих лігандів (оцтової кислоти – НАс, фульвокислот – ФК, етилендиамінтетраоцтової та нітрилотриоцтової кислот – ЕДТА та НТА, карбонат-іонів) визначено форми знаходження урану(VI) та кобальту(ІІ) в розчині для різних значень рН, що дало змогу встановити зв'язок між ними та процесами, що відбуваються на поверхні мінералів.

2. Вивчено особливості процесів сорбції урану(VI) та кобальту(ІІ) на мінерально-органічних комплексах монтморилоніту з гуміновими кислотами. Встановлено, що гумінові кислоти, зв’язані з поверхнею мінералу, підвищують величину сорбції даних металів в кислій області рН.

3. Показано, що сорбція металів на алюмосилікатах в присутності мономерних полідентатних комплексоутворюючих лігандів знижується внаслідок утворення аніонних комплексів.

4. За допомогою методів математичного моделювання проведено опис процесів сорбції та визначено константи утворення поверхневих комплексів металів з функціональними групами поверхні мінералів. Показана можливість уточнення міграційної поведінки урану(VI) та кобальту(ІІ) в реальних умовах на основі аналізу форм їх існування, які визначаються значенням рН, наявністю та концентрацією природних і техногенних комплексоутворюючих лігандів та дисперсних мінеральних компонентів.

5. Встановлено ряд ефективності використання дезактивуючих реагентів за їх десорбційною здатністю: H₂O<НАс2CO₃3<НТА<ЕДТА. Показано, що підвищення вмісту гумінових кислот в мінерально-органічних комплексах зменшує ступінь десорбції U(VI) та практично не впливає на десорбцію Co(ІІ).

6. З метою оптимізації процесів очищення стічних вод, що утворюються при дезактивації ґрунтів та шламів реагентним методом від сполук урану(VI) та кобальту(ІІ), запропоновано використання методу комплексоутворення-ультрафільтрації, для якого методами спектрофотометрії та рН-потенціометрії визначено константи стійкості комплексних сполук металів з поліетиленіміном. Виявлено, що кобальт(ІІ) в присутності повітря в комплексах з поліетиленіміном окислюється до кобальту(ІІІ), комплекси якого стійкіші. Показано, що структура поліетиленіміну, як і його молекулярна маса, практично не впливають на стійкість відповідних комплексів.

7. На основі отриманих в роботі даних запропоновано формулу для розрахунку коефіцієнтів мембранного затримання металів в методі комплексоутворення-ультрафільтрації з врахуванням ступеня дисоціації полімеру. Показана відповідність розрахованих теоретичних коефіцієнтів з експериментальними даними, описаними в літературі.

8. Запропоновано новий реагент для дезактивації ґрунтів від сполук урану(VI) та кобальту(ІІ) – амонійні солі ЕДТА, які є не тільки високоефективними, а і нетоксичними для довкілля. При проведенні дослідно-виробничої перевірки очищення уранвмісних ґрунтів та шламів (відвалів та хвостосховищ) гідрометалургійного заводу Східного гірничо-збагачувального комбінату (м. Жовті Води, Дніпропетровська обл.) з використанням амонійних солей ЕДТА досягнуто ступеню очищення грунтів на рівні 95-99,9 %.

Публікації автора:

1. Боголепов А.А., Пшинко Г.Н., Корнилович Б.Ю. Взаимодействие урана и кобальта с полиэтиленимином при очистке вод методом комплексообразования-ультрафильтрации // Химия и технология воды. – 2005. – Т.27, № 4. – С.343-356.

   Проведення спектрофотометричних та потенціометричних експериментів з дослідження комплексоутворення U(VI) та Co(II) з ПЕІ, математична обробка результатів, участь в обговоренні результатів досліджень та написанні статті.

   2. Корнилович Б.Ю., Пшинко Г.Н., Боголепов А.А. Влияние ЭДТА и НТА на сорбцию U(VI) глинистыми компонентами почв // Радиохимия. – 2006. – Т.48, № 6. – С.525-528.

   Пошук літератури, проведення сорбційних експериментів за участю ЕДТА, НТА, U(VI), ГК та монтморилоніту, участь в інтерпретуванні результатів досліджень та написанні статті.

   3. Боголепов А.А., Пшинко Г.Н., Корнилович Б.Ю. Влияние комплексообразователей на процессы сорбционной очистки урансодержащих вод // Химия и технология воды. – 2007.– Т.29, № 1. – С.18-26.

   Проведення експериментів з сорбції U(VI) на монтморилоніті в присутності ЕДТА, НТА, ФК, НАс та Na₂CO₃, участь в обговоренні результатів та написанні статті.

   4. Пшинко Г.Н., Боголепов А.А., Корнилович Б.Ю. Взаимодействие уранил-ионов с линейным и разветвлённым полиэтилениминами в водных растворах // Ядерні та радіаційні технології. – 2005. – Т.5, № 3-4. – С.12-20.

   Пошук літератури, проведення експериментів з дослідження взаємодії урану(VI) з ПЕІ методами спектрофотометрії та рН-потенціометрії, обробка результатів, участь у трактуванні результатів досліджень та написанні статті.

   5. Pshinko G.N., Timoshenko T.G., Bogolepov A.A., Kornilovich B.Yu. Physico-chemical aspects of coagulant and water-soluble polymer application for water purification // Program and proceedings of the 7th Polish–Ukrainian Symposium «Theoretical and experimental studies of interfaсial phenomena and their technological applications». Lublin, Poland, 15-18 September 2003. – Lublin, 2003. – Р.185-187.

   6. Боголепов А.А., Пшинко Г.Н., Корнилович Б.Ю. Комплексообразование микроколичеств U(VI) и Co(II) с синтетическими полиэлектролитами в водных растворах // Праці міжнародного семінару «Мікродомішки у воді». Київ, Україна, 10-11 листопада 2003 р. – Київ, 2003. – С.10-11.

   7. Боголєпов А.А., Корнілович Є.Ю. Дослідження комплексоутворення UO₂²⁺ та Co²⁺ з поліетиленіміном // Праці наукової конференції молодих учених «Охорона водного басейну та контроль якості води». Київ, Україна, 23 квітня 2004 р. – Київ, 2004. – С.5-8.

   В роботах [5-7] експериментальні дослідження комплексоутворення урану та кобальту із поліетиленіміном методами спектрофотометрії та рН-потенціометрії, участь в обговоренні результатів та написанні тез, доповіді на конференціях

   8. Боголепов А., Пшинко Г., Корнилович Б. Процессы сорбции – десорбции в системе уран(VI)–монтмориллонит в присутствии комплексообразователей // Abstracts of the Third International Conference “Ecological Chemistry 2005”. Chisinau, Moldova, 20-21 May 2005. – Chisinau, 2005. – P.79-80.

   9. Bogolepov А., Pshinko G., Kornilovich B. Sorption-desorption in the system U(VI) – humified montmorillonite // Abstracts of International Conference “Nanomaterials in chemistry, biology and medicine”. Kyiv, Ukraine, 14-17 September 2005. – Kyiv, 2005. – Р.92.

   10. Боголепов А.А. Дезактивация территорий, загрязнённых U(VI), комплексообразующими реагентами // Тези І Всеукраїнської науково-практичної конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. Київ, Україна, 27-29 квітня 2006 р. – Київ, 2006. – С.114.

   В роботах [8-10] експерименти з сорбції та десорбції U(VI) на поверхні монтморилоніту з сорбованими гуміновими кислотами в присутності комплексоутворюючих реагентів в статичних умовах, участь в обговоренні результатів та оформленні тез, доповіді на конференціях

   11. Bogolepov A.A., Pshinko G.N., Kornilovich B.Yu. Modeling the adsorption of U(VI) and Co(II) onto montmorillonite //Proceedings of the 10th Ukrainian–Polish Symposium «Theoretical and experimental studies of interfaсial phenomena and their technological applications». Lviv - Uzlissia, Ukraine, 26-30 September 2006.– Lviv, 2006. – Part 1. – Р.27-29.

   Експерименти з сорбції U(VI) та Со(ІІ) на монтморилоніті, математична обробка отриманих результатів, участь в обговоренні результатів та оформленні тез, доповідь на конференції

   12. Saprykina M.M., Bogolepov A.A., Kornilovich B.Yu. Effect of complexants on adsorption-desorption processes of U(VI) and Co(II) by montmorillonites with different degree of humification// Proceedings of the 10th Ukrainian–Polish Symposium «Theoretical and experimental studies of interfaсial phenomena and their technological applications». L'viv - Uzlissia, Ukraine, 26-30 September 2006.– Lviv, 2006. – Part 2. – Р.81-82.

   Експерименти з сорбції U(VI) на монтморилоніті з сорбованими гуміновими кислотами в присутності різних комплексоутворюючих реагентів, участь в обговоренні результатів та оформленні тез