techusguИзвестия Юго-Западного государственного университета. Серия: Техника и технологииProceedings of the Southwest State University. Series: Engineering and Technology2223-1528Юго-Западный государственный университетtechusgu-98Research ArticleХИМИЯCHEMISTRY«Морская вода» из регенерационных стоков натрий-катионитовых фильтров“Sea Water” from Regenerative Effluents of Sodium-Cationite FiltersСоловецГ. М.SolovetsG. M.

Соловец Галина Максимовна, кандидат  технических наук

г. Курск

Galina M. Solovets, Cand. of  Sci. (Engineering)

Kursk

galina.solovets@yandex.ruЕмельяноваЕ. Ю.EmelyanovaE. Yu.

Емельянова Елена Юрьевна, кандидат технических наук, индивидуальный предприниматель

г. Курск

Elena Yu. Emelyanova, Cand. of Sci. (Engineering), Individual  entrepreneur

Kursk

elena.emelyanova.01@yandex.ruРудневВ. В.RudnevV. V.

Руднев Вячеслав Валерьевич, аспирант; начальник радиометрической лаборатории, Центрально-Черноземное управление по метеорологии и  мониторингу окружающей среды (ФГБУ  «Центрально-Чернозёмное УГМС»)

ул. Радищева 33, г. Курск, 305040

Vyacheslav V. Rudnev, Post-Graduate Student; Head of the radiometric laboratory, Central-Chernozem Department of Hydrometeorological Service

33 str. Radistcheva, Kursk 305000

K. Marx str. 76, Kursk 305021

rudnev-vyacheslav@yandex.ruКурский государственный университетРоссияKursk State University; Central Black-Earth Department for Meteorology and Environmental MonitoringRussian Federation202129042023113139156Copyright © Соловец Г.М., Емельянова Е.Ю., Руднев В.В., 20232023Соловец Г.М., Емельянова Е.Ю., Руднев В.В.Solovets G.M., Emelyanova E.Y., Rudnev V.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://techusgu.elpub.ru/jour/article/view/98Цель

Цель. Определить возможность применения регенерационных стоков Na-катионитовых фильтров для получения обогащенных магнием  хлоридно-натриевых растворов.  

Методы

Методы. При исследованиях использованы методы: физико-химического, радиологического анализов, атомно-абсорбционной спектрометрии, капиллярного электрофореза;  приборы: бета-радиометр РУБ01П с детектором БДЖБ-06П; гамма-спектрометр Гамма-1П; атомно-абсорбционный спектрометр КВАНТ-2АТ; система капиллярного электрофореза «КАПЕЛЬ» модификации «Капель-104Т». Жесткость растворов, содержание кальция определялись комплексонометрическим методом, содержание магния – расчетным путём. 

Результаты

Результаты. Изучены сведения о биологических свойствах  морской воды и её элементов. Лабораторными исследованиями установлено, что концентрация ионов кальция, магния, хлоридов в регенерационных стоках в несколько раз выше, чем в морской воде;  сульфатов –  многократно меньше. Соотношение концентраций ионов Mg2+/Ca2+  составляет: в морской воде  3,95…5,03; в регенерационных стоках – 1,38, в пресной воде – 0,16…0,21 мг-экв/мг-экв/дм3. Стронций, кадмий в регенерационных стоках содержатся приблизительно на одном уровне с морской водой. Концентрация стронция в морской воде составляет в Черном, Баренцевом,  Средиземном морях соответственно: 7,7; 20,0 и 25,3 мг/дм3.  Доля стронция в общей жесткости регенерационных стоков ниже, чем в морской воде. Суммарная -активность регенерационных стоков и воды Черного моря  (район г. Геленджик) не превышала фоновых значений; в районе г. Сочи составила  7,4 Бк/л. Это ниже среднего уровня -активности воды Мирового океана – 11,1 Бк/л. В -спектрах, при относительной погрешности измерений ± 20%,  обнаружен калий-40: в морской воде (г. Сочи) – 0,72 Бк/л; в регенерационном стоке – 1,59 Бк/л. Остальные радионуклиды имеют низкую активность и высокую погрешность измерений.

Заключение

Заключение. Регенерационные стоки Na-катионитовых фильтров при известково-катионитовом методе умягчения пресных вод могут быть использованы для приготовления обогащенных магнием оздоровительных ванн. Высокое содержание магния и кальция в стоках  обеспечивает возможность реагентной обработкой  увеличить соотношение концентраций Mg2+/Ca2+  до уровня морской воды.

Purpose of research

Purpose of research. To determine the possibility of using regenerative effluents of Na-cationite filters to obtain magnesium-enriched sodium chloride solutions 

Methods

Methods. The following methods were used in the research: physico-chemical, radiological analyses, atomicabsorption spectrometry, capillary electrophoresis; devices: beta-radiometer RUB-01P with a BJB-06P detector; gamma-spectrometer Gamma-1P; atomic absorption spectrometer KVANT-2AT; capillary electrophoresis system " DROPS”  modification "Drops 104T".

Results

Results. Information about the biological properties of seawater and its elements has been studied. Laboratory studies have established that the concentration of calcium, magnesium, and chloride ions in regeneration effluents is several times higher than in seawater; sulfates - are many times less. The ratio of Mg2+/Ca2+ ion concentrations is: in seawater 3.95-5.03; in regenerative effluents-1.38; in fresh water-0.16-0.21 mg-eq/mg-eq/dm3. Strontium and cadmium in regeneration effluents are contained approximately at the same level as seawater. The concentration of strontium in seawater is in the Black, Barents, and Mediterranean seas, respectively: 7.7; 20.0; and 25.3 mg / dm3. The proportion of strontium in the total hardness in regenerative effluents is lower than in seawater. The total beta-activity of regenerative effluents and water of the Black Sea (near Gelendzhik) did not exceed the background values; in the area of Sochi it was 7.4 Bk/l. This is below the average level of -activity of the water of the World Ocean - 11.1 Bk/l. In the -spectra, with a relative measurement error of ± 20%, potassium-40 was detected: in seawater (Sochi) - 0.72 Bk/l; in regenerative effluents - 1.59 Bk/l. The remaining radionuclides have low activity and high measurement error.

Conclusion

Conclusion. Regenerative effluents of Na-cationite filters, with the lime-cationite method of softening fresh water, can be used for the preparation of magnesium-enriched wellness baths.

 

 

морская водахлоридно-натриевые ваннымагнийкатионитрегенерационные стокиутилизацияsea watersodium chloride bathsmagnesiumcation exchangerwastewater after regenerationrecoveryАвторы выражают благодарность кандидату биологических наук В. А. Жидеевой, А. А. Воронину, В. В. Потапову и А. Н. Хижнякову за помощь в организации исследований.The authors express their gratitude to the Candidate of Biological Sciences V. A. Zhideeva, A. A. Voronin, V. V. Potapov and A. N. Khizhnyakov for their help in organizing research.ReferencesНиколадзе Г. И. Технология очистки природных вод. М.: Высш. шк., 1987. 479 с.Nikoladze G. I. Tekhnologiya ochistki prirodnykh vod [Technology of natural water purification]. Moscow, Vysshaya shkola Publ., 1987. 479 p.Дубровский В. И. Спортивная медицина. 3-е изд., доп. М.: Гуманитар. изд. центр ВЛАДОС, 2005. 528 с.: ил. 16 с.Dubrovsky V. I. Sportivnaya meditsina [Sports medicine]. 3th ed. Moscow, Humanitar. ed. center VLADOS Publ., 2005. 528 p.Рябцев В. С. Целебная сила воды: справочник по наружному и внутреннему применению водолечебных процедур при различных заболеваниях / под ред. проф., д. м. н., засл. деят. науки РФ Н. А. Гаврикова. М.: Инкомбук, 1999. 184 с.Ryabtsev V. S. Tselebnaya sila vody: spravochnik po naruzhnomu i vnutrennemu primeneniyu vodolechebnykh protsedur pri razlichnykh zabolevaniyakh [The healing power of water: a guide to the external and internal use of hydrotherapy procedures for various diseases]; ed. N. A. Gavrikov. Moscow, Inkombuk Publ., 1999. 184 p.Сафроненко В. А., Гасанов М. З. Физиотерапия и физиопрофилактика / под общ. ред. проф. А. И. Чесниковой. Ростов н/Д: Ростов. гос. мед. ун-т, 2015. 107 с.Safronenko V. A., Hasanov M. Z. Fizioterapiya i fizioprofilaktika [Physiotherapy and physioprophylaxis]; ed. by A. I. Chesnikov. Rostov-on-Don, Rostov. St. Med. Univ. Publ., 2015. 107 p.Князева Т. А., Бадтиева В. А. Физиобальнеотерапия сердечно-сосудистых заболеваний: практическое руководство. М.: МЕДпресс-информ, 2008. 272 с.Knyazeva T. A., Badtieva V. A. Fiziobal'neoterapiya serdechno-sosudistykh zabolevanii [Physiobalneotherapy of cardiovascular diseases]. Moscow, MEDpress-inform Publ., 2008. 272 p.Холмогоров Н. А., Шпрах В. В., Мирютова Н. Ф. Эффективность дифференцированного применения хлоридных натриевых ванн при ранних формах цереброваскулярных заболеваний // Вопросы курортологии, физиотерапии и лечебной физической культуры. 2008. № 6. С. 5–9.Kholmogorov N. A., Shprach V. V., Miryutova N. F. Effektivnost' differentsirovannogo primeneniya khloridnykh natrievykh vann pri rannikh formakh tserebrovaskulyarnykh zabolevanii [Effectiveness of differentiated use of sodium chloride baths in early forms of cerebrovascular diseases]. Voprosy kurortologii, fizioterapii i lechebnoi fizicheskoi kul'tury = Questions of balneology, physiotherapy and therapeutic physical culture, 2008, no. 6, pp. 5–9.Применение хлоридных натриевых ванн с разной концентрацией солей в восстановительном лечении больных стабильной стенокардией в домашних условиях / А. Н. Разумов, И. П. Бобровицкий, С. В. Клеменков, Э. В. Каспаров // Вестник восстановительной медицины (Диагностика. Оздоровление. Реабилитация). 2010. № 03(37). С. 4–7.Razumov A. N., Bobrovitsky I. P., Klemenkov S. V., Kasparov E. V. Primenenie khloridnykh natrievykh vann s raznoi kontsentratsiei solei v vosstanovitel'nom lechenii bol'nykh stabil'noi stenokardiei v domashnikh usloviyakh [The use of sodium chloride baths with different concentrations of salts in the treatment of patients with stable angina at home]. Vestnik vosstanovitel'noi meditsiny (Diagnostika. Ozdorovlenie. Reabilitatsiya) = Bulletin of Reconstructive Medicine (Diagnostics. Recovery. Rehabilitation), 2010, no. 03(37), pp. 4–7.Глинка Н. Л. Общая химия / под ред. В. А. Рабиновича. 24-е изд., испр. Л.: Химия, Ленингр. отд-ние, 1985. 704 с.Glinka N. L. Obshchaya khimiya [General chemistry]; ed. by V. A. Rabinovich]. 24th ed., ispr. Leningrad, Khimiya Publ., Leningrad. otd-nie, 1985. 704 p.Алекин О. А., Ляхин Ю. И. Химия океана. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 344 с.Alekin O. A., Lyakhin Yu. I. Khimiya okeana [Chemistry of the ocean]. Leningrad, Gidrometeoizdat, 1984. 344 p.Олефиренко В. Т. Водотеплолечение. 3-е изд. М.: Медицина, 1986. 286 с.Olefirenko V. T. Vodoteplolechenie [Water-heat treatment]. 3th ed. Moscow, Meditsina Publ., 1986.Макарова Г. А. Спортивная медицина. 3-е изд., стереотип. М.: Советский спорт, 2008. 480 с.Makarova G. A. Sportivnaya meditsina [Sports medicine]. 3th ed., stereotype. Moscow, Sovetskii sport, 2008. 480 p.Шакула А. В., Пушкарев Е. П., Черенкова М. А. Применение панто-магниевых ванн в комплексной медицинской реабилитации больных с метаболическим синдромом // Вестник восстановительной медицины. Медицинская онкология. 2014. № 5(63). С. 57–62.Shakula A.V., Pushkarev E. P., Cherenkova M. A. Primenenie panto-magnievykh vann v kompleksnoi meditsinskoi reabilitatsii bol'nykh s metabolicheskim sindromom [Application of panto-magnesium baths in complex medical rehabilitation of patients with metabolic syndrome]. Vestnik vosstanovitel'noi meditsiny. Meditsinskaya onkologiya = Bulletin of Restorative Medicine. Medical oncology, 2014, no. 5(63), pp. 57–62.Степанов Е. Г. Основы курортологии. Харьков: ХНАГХ, 2006. 326 с.Stepanov E. G. Osnovy kurortologii [Fundamentals of balneology]. Kharkov, HNAGH Publ., 2006. 326 p.Сергеев П. В., Шиманский Н. П., Петров В. И. Рецепторы физиологически активных веществ. М.: Волгоград: Высш. шк., 1999. 639 с.Sergeev P. V., Shimansky N. P., Petrov V. I. Retseptory fiziologicheski aktivnykh veshchestv [Receptors of physiologically active substances]. Moscow, Volgograd, Vysshaya shkola Publ., 1999. 639 p.Куценко С. А. Основы токсикологии // Биомедицинский журнал Medline.ru. 2003. Т. 4. С. 119. URL: http://www.medline.ru/public/monografy/toxicology/p0-contents/p2-preface.phtml (дата обращения: 15.07.2021).Kutsenko S. A. Osnovy toksikologii [Fundamentals of toxicology]. Biomeditsinskii zhurnal Medline.ru. = Biomedical Journal Medline.ru, 2003, vol. 4, pp. 119. Available at: http://www.medline.ru/public/monografy/toxicology/p0-contents/p2-preface.phtml. (acessed 15.07.2021).Поры и каналы биологических мембран. URL: http://BioFile.ru (дата обращения: 15.07.2021).Pory i kanaly biologicheskikh membran [Pores and channels of biological membranes]. Available at: http://BioFile.ru (accessed 15.07.2021).Баклыков Л. И., Ионов П. К., Севрюкова В. С. Отдых и лечение в Анапе. Краснодар: Советская Кубань, 2001. 336 с.Baklykov L. I., Ionov P. K., Sevryukova V. S. Otdykh i lechenie v Anape [Rest and treatment in Anapa]. Krasnodar, Sovetskaya Kuban Publ., 2001. 336 p.Машковский М. Д. Лекарственные средства: в 2 т. 14-е изд., перераб., испр. и доп. М.: ООО «Издательство Новая Волна», 2000.Mashkovsky M. D. Lekarstvennye sredstva [Medicinal products]. 14th ed., reprint, ispr. and add. Moscow, Novaya volna Publ., 2000.Гиллхам П. Ф. Чудо Минерал. 2009. URL: http://vitamag.nethouse.ru/static/doc/0000/0000/0201/201909.r1bgogzkj4.pdf (дата обращения: 15.07.2021).Gillham P. F. Chudo Mineral [Miracle Mineral]. 2009. Available at: http://vitamag.nethouse.ru/static/doc/0000/0000/0201/201909.r1bgogzkj4.pdf (acessed 15.07.2021).Малинкин А. Д. Определение лекарственных средств неорганической природы методом капиллярного электрофореза: дис. … канд. фарм. наук. М., 2016. 130 с.Malinkin A. D. Opredelenie lekarstvennykh sredstv neorganicheskoi prirody metodom kapillyarnogo elektroforeza. Diss. kand. farm. nauk [Determination of medicinal products of inorganic nature by capillary electrophoresis. Diss. cand. pharm. sci.]. Moscow, 2016. 130 p.Олефиренко В. Т. Водотеплолечение. 3-е изд., перераб. и доп. М.: Медицина,1986. 286 с.Olefirenko V. T. Vodoteplolechenie [Water-heat treatment]. 3th ed., reprint. and add. Moscow, Meditsina Publ., 1986. 286 p.Силин П. М. Технология свеклосахарного и рафинадного производства. М.: Пищепромиздат, 1958. 601 с.Silin P. M. Тekhnologiya sveklosakharnogo i rafinadnogo proizvodstva [Technology of sugar beet and refined production]. Moscow, Pishchepromizdat Publ., 1958. 601 p.Сапронов А. Р., Бобровник Л. Д. Сахар. М.: Легкая и пищевая промышленность, 1981. 256 с.Sapronov A. R., Bobrovnik L. D. Sakhar [Sugar]. Moscow, Legkaya i pishchevaya promyshlennost' Publ., 1981. 256 p.Кулепанов В. Н. Ионизирующее излучение в гидросфере. Введение в радиобиологию и радиоэкологию гидробионтов. М.: ФОРУМ; ИНФРА-М, 2013. 88 с.Kulepanov V. N. Ioniziruyushchee izluchenie v gidrosfere. Vvedenie v radiobiologiyu i radioekologiyu gidrobiontov [Ionizing radiation in the hydrosphere. Introduction to radiobiology and radioecology of hydrobionts]. Moscow, Forum Publ., INFRA-M Publ., 2013. 88 p.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.