Sorption of Sr(II) ions with tricalcium phosphate in the presence of humic acids

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The sorption behavior of traces Sr(II) toward β-Ca3(PO4)2 (TCP) depending on the concentration of the cation, pH, and concentrations of humic acids (HA) in the solution was udied. Thermodynamic analysis of the solubility of TCP (1) was performed taking into account the formation of Ca(OH)2 (CH, 2), Ca(H2PO4)2 (MCPA, 3), CaHPO4·2H2O (DCPD, 4), Ca5(PO4)3OH (hydroxyapatite, OHAp, 5), and Ca2P2O7 (DCPP, 6). It is shown that, depending on the pH of the solution, the main equilibrium phases with the solution are phases (4) and (5). X-ray di raction analysis, Raman spectroscopy, and 31P NMR data of the phase (1) samples after contact with a solution of 0.01 mol/L NaNO3 for about 10 days showed the presence of only the phase (1). The solubility of (1) regarding the concentration of Ca2+, PO43- ions and the stoichiometric ratio (Ca/P) in solutions, depending on pH, corresponds to the presence of surface phases (4) or (5). The model of surface complexation in the Henry region adequately describes the mechanism of sorption of Sr(II) by the surface phase (5) on TCP particles in the form of the SrHPO40 complex. The formation of the HA complex Sr(II) in solution does not a ect distribution coe cient K d(Sr) in the range of HA concentrations of 0-150 mg/L due to the competitive e ect of hydrogen phosphate ions on strontium complexes.

About the authors

A. A. Ioshin

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

I. V. Volkov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

E. V. Polyakov

Institute of Solid State Chemistry, Ural Branch, Russian Academy of Sciences

Email: polyakov@ihim.uran.ru

References

  1. Щегров Л.Н. Фосфаты двухвалентных металлов. Киев: Наукова думка, 1987. 216 с.
  2. Compton R.G., Sanders G.H.W. // J. Colloid Interface Sci. 1993. Vol. 158. P. 439.
  3. Chow L.C. // J. Ceram. Soc. Jpn. 1991. Vol. 99, N 10. P. 954-964.
  4. Горячкина К.А., Нефедьева В.В., Варламова Л.Д. // Вестн. Нижегор. гос. сельскохоз. акад. 2013. Т. 3. С. 360.
  5. Кулеш О.Г., Мезенцева Е.Г., Симанков О.В., Шведова О.А. // Почвоведение и агрохимия 2020. Т. 1, № 64. С. 94-103.
  6. Информационное агентство ТАСС. https://tass.ru/ekonomika/12751945 (22.10.2022).
  7. Господарчик М.М. Международное агентство по атомной энергии. https://www.iaea.org/ru (24.10.2022).
  8. Милютин В.В., Некрасова Н.А., Каптаков В.О. // Радиоактивные отходы. 2020. Т. 4, № 13. С. 80.
  9. Remez V.P., Zheltonozhko E.V., Sapozhnikov Yu.A. // Radiat. Protect. Dosim. 1998. Vol. 75, № 1-4. P. 77.
  10. Российский национальный доклад: 35 лет Чернобыльской аварии: Итоги и перспективы преодоления ее последствий в России 1986-2021 / Под ред. Л.А. Большова. М.: Академ-Принт, 2021. 104 с.
  11. Shashkova I.L., Ivanets A.I., Kitikova N.V., Sillanpää M. // J. Taiwan Inst. Chem. Eng. 2017. Vol. 80. P. 787.
  12. Nikitin N.A., Shurankova O.A., Popova O.I., Cheshyk I.A., Spirov R.K. // Remediation Measures for Radioactively Contaminated Areas / Eds. D.K. Gupta, A. Voronina. Springer, 2019. P. 113.
  13. Воронина А.В., Куляева И.О., Гупта Д.К. // Радиохимия. 2018. Т. 60, №1. С. 35
  14. Voronina A.V., Kulyaeva I.O., Gupta D.K. // Radiochemistry. 2018. Vol. 60. Р. 35.
  15. Сапожников П.М., Онищенко Е.А. // Проблемы агрохимии и экологии. 2021. Т. 3-4. С. 74.
  16. Иванец А.И., Шашкова И.Л., Китикова Н.В., Дроздова Н.В., Сапрунова Н.А., Радкевич А.В., Кульбицкая Л.В. // Радиохимия. 2014. Т. 56, № 1. С. 30
  17. Ivanets A.I., Shashkova I.L., Kitikova N.V., Drozdova N.V., Saprunova N.A., Radkevich A.V., Kul'bitskaya L.V. // Radiochemistry. 2014. Vol. 56. P. 32.
  18. Polyakov E.V., Ioshin A.A., Volkov I.V // Remediation Measures for Radioactively Contaminated Areas / Eds D.K. Gupta, A. Voronina. Springer, 2019. P. 65.
  19. Remediation Measures for Radioactively Contaminated Areas / Eds D.K. Gupta, A. Voronina. Springer, 2019.
  20. Yasutaka T., Naito W., Nakanishi J. // PLOS ONE. 2013. Vol. 8, N 9. P. e75308.
  21. Санжарова Н.И., Сысоева А.А., Исамов Н.Н., Алексахин Р.М., Кузнецов В.К., Жигарева Т.Л. // Росс. хим. журн. 2005. Т. XLIX, № 3. С. 26.
  22. Иванец А.И., Шашкова И.Л., Китикова Н.В., Радкевич А.В., Давыдов Ю.П. // Радиохимия. Т. 57, № 6. С. 521
  23. Ivanets A.I., Shashkova I.L., Kitikova N.V., Radkevich A.V., Davydov Yu.P. // Radiochemistry. 2015. Vol. 57. P. 610.
  24. İnan S. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. P. 1137.
  25. Nishiyama Yu., Hanafusa T., Yamashita J., Yamamoto Y., Ono T. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2016. Vol. 307. P. 1279-1285.
  26. Титова В.И., Варламова Л.Д., Дабахова Е.В., Бахарев А.В. // Агрохим. вестн. 2011. № 2. С. 3.
  27. Gregory T.M., Moreno E.C., Patel J.M., Brown W.E. // J. Res. Natl. Bur. Stand. A: Phys. Chem. 1974. Vol. 78A, N 6. P. 667.
  28. Tung M.S. Calcium phosphates: structure, composition, solubility, and stability // Calcium Phosphates in Biological and Industrial Systems / Ed. Z. Amjad. Kluwer Academic, 1998.
  29. Dorozhkin S.V. // World J. Methodol. 2012. Vol. 26, N 2(1). P. 1.
  30. Волков И.В., Поляков Е.В. // Радиохимия. 2020. Т. 62, № 2. C. 93
  31. Volkov I.V., Polyakov E.V. // Radiochemistry. 2020. Vol. 62. P. 141.
  32. Поляков Е.В., Волков И.В., Иошин А.А., Чеботина М.Я., Гусева В.П. // Радиохимия. 2020. Т. 62, № 1. С. 56
  33. Polyakov E.V., Volkov I.V., Ioshin A.A., Chebotina M.Ya., Guseva V.P. // Radiochemistry. 2020. Vol. 62. Р. 85-94.
  34. Волков И.В., Поляков Е.В., Денисов Е.И., Иошин А.А. // Радиохимия. 2017. Т. 59, № 1. С. 63
  35. Volkov I.V., Polyakov E.V., Denisov E.I., Ioshin A.A. // Radiochemistry. 2017. Vol. 59. Р. 70-79.
  36. Fiskus W.C., Manning T.J. // Florida Sci. 1998. Vol. 61, N 1. P. 46-51.
  37. Yesinowski J.P. Nuclear magnetic resonance spectroscopy of calcium phosphates // Calcium Phosphates in Biological and Industrial Systems / Ed. Z. Amjad. Boston: Springer, 1998.
  38. Вольхин В.В., Егоров Ю.В., Белинская Ф.А., Бойчинова Е.С., Малофеева Г.И. // Ионный обмен / Под ред. М.М. Сенявина. М.: Наука, 1981. С. 25.
  39. Cawthray J.F., Creagh A.L., Haynes Ch.A., Orvig Ch. // Inorg. Chem. 2015. Vol. 54. P. 1440.
  40. Kotrly S., Sucha L. Handbook of Chemical Equilibria in Analytical Chemistry. Chichester: Wiley, 1985. 252 p.
  41. Wu L., Forsling W., Schindler P.W. // J. Colloid Interface Sci. 1991. Vol. 147, N 1. P. 178.
  42. Krestou A., Xenidis A., Panias D. // Min. Eng. 2004. Vol. 17. P. 373.
  43. Егоров Ю.В. Статика сорбции микрокомпонентов оксигидратами. М: Атомиздат, 1975. 198 c.
  44. Поляков Е.В. Реакции ионно-коллоидных форм микрокомпонентов и радионуклидов в водных растворах. Екатеринбург: УрО РАН, 2003. 279 c.
  45. Paulenova А., Rajec P., Zemberyova М., Saskoiova G., Visacky V. // J. Radoanal. Nucl. Chem. 2000. Vol. 246, N 3. P. 623-628.
  46. Кумок В.Н., Кулешова О.М., Карабин Л.А. Произведения растворимости / Под ред. В.И. Белеванцева. Новосибирск: Наука, 1983. 267 c.
  47. Janossy L. Theory and Practice of the Evaluation of Measurements. Budapest: Hungarian Acad. Sci., 1965.
  48. Van der Zee, S.E.A.T.M., Van Riemsdijk, W.H. Model for the reaction kinetics of phosphate with oxides and soil // NATO ASI Ser. Vol. 190: Interactions at the Soil Colloid-Soil Solution Interface / Eds G.H. Bolt, M.F. De Boodt, M.H.B. Hayes, M.B. McBride, E.B.A. De Strooper. Springer: Dordrecht. 1991. P. 205-240.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».