Štúdium sorpcie Se (IV ) na syntetický goethit

Práca je zameraná na sorpciu Se na oxohydroxid železa – goethit (α-FeOOH), za účelom vytvorenia sorpčného modelu pre ⁷⁹Se. Tento izotop je dlhožijúci produkt štiepenia ²³⁵U, patrí medzi najviac znepokojujúce, rizikové a kontrolované rádionuklidy jadrového odpadu [1].

Pre Se je typické hromadenie v podpovrchových častiach pôd (súčasť oxidov železa, sulfidov,...) a migrácia do podzemných vôd [2]. Sorpčné procesy sú veľmi dôležité, pretože vo veľkej miere ovplyvňujú environmentálnu mobilitu selénu [3]. V anorganických zlúčeninách sa selén vyskytuje v oxidačných stupňoch –II, 0, +IV, +VI, pričom prevládajúce oxidačné stupne sú + IV a+ VI [4].

Závislosť sorpcie pH bola študovaná pomocou radu roztokov s pH upraveným v rozmedzí od 2,0 po 12,0. pH bolo upravované pomocou 1 mol.l^-1 HNO₃ alebo 1 mol.l^-1 KOH. Bolo použitých 25 mg goethitu v 50 ml roztoku, vstupná koncentrácia Se (IV) bola 10^-4 mol.l^-1. Roztoky boli premiešavané na laboratórnej trepačke 24 hod. a následne bol goethit oddelený od roztokov centrifugáciou (15 min. pri 3000 ot.min.^-1). Závislosť sorpcie od pH bola stanovená metódou F-AAS pri 196,0 nm (AAS Perkin -Elmer 1100).

Sorpcia Se (IV) na goethit v závislosti od pH prostredia bola sledovaná v rozmedzí pH 2,0 až 12,0. Z grafu je vidieť, že optimálne pH prostredia pre sorpciu seleničitanového aniónu je v rozsahu od 2,0 do 5,5, čo je správanie typické pre anióny pri viazaní na goethit. Prechodom cez neutrálne až k zásaditému prostrediu je zaznamenaný pokles sorpcie, ktorý súvisí s odpudivými elektrostatickými silami záporne nabitého povrchu goethitu a dominantných záporne nabitých oxoaniónov selénu v roztoku pri pH vyššom než 4.

Štúdium zákonitostí sorpcie rizikových látok na prírodné materiály, medzi ktoré patrí aj goethit, je nevyhnutné pre hodnotenie mobility rizikových látok v prírodnom prostredí. Medzi takéto potenciálne rizikové látky patrí aj selén, ktorému sa venuje táto práca. Z našich meraní vyplýva, že optimálne pH prostredia pre sorpciu Se (IV) je v rozmedzí od 2,0 do 5,5.

Poďakovanie: Práca bola podporená grantom UK/244/2015.

[1] Aguerre, S. et al. (2006) Talanta, 69, 565–571.
[2] Loffredo, N. et al. (2011) Journal of Environmental Radioactivity, 102, 843–851.
[3] Mitchell, K. et al. (2013) Chemical Geology, 342, 21–28.
[4] Farkašovská, I. et al. (1999) Chemické listy, 93, 173–180.