ВЛИЯНИЕ ЭДТА НА СОРБЦИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПОЧВОЙ

ВЕСТНИК УДМУРТСКОГО УНИВЕРСИТЕТА

2013. Вып. 2
ФИЗИКА И ХИМИЯ

УДК 541.183/49

А.А. Леконцева, Т.Н. Кропачева, М.В. Дидик, В.И. Корнев 

ВЛИЯНИЕ ЭДТА НА СОРБЦИЮ ТЯЖЕЛЫХ МЕТАЛЛОВ ПОЧВОЙ

Получен образец дерново-подзолистой сельскохозяйственной почвы, искусственно загрязненный тяжелыми 
металлами (до уровня 50мг/кг), в котором установлено содержание подвижных и кислоторастворимых форм 
Cu(II), Pb(II), Cd(II). Исследован процесс деметаллизации загрязненной почвы под действием водного раствора 
ЭДТА при различных значениях кислотности экстрагирующего раствора (рН=2-10). Установлено, что степень 
извлечения Cd(II) и Cu(II) составляет 60-95%, а Pb(II) только 3-33%. Десорбирующее воздействие ЭДТА 
уменьшается в ряду металлов: Cd(II) > Cu(II) >> Pb(II). Максимальная эффективность извлечения всех металлов 
наблюдается при рН=4. Обсуждается возможность применения ЭДТА для экстракции тяжелых металлов из 
природных седиментов.

Ключевые слова: почва, тяжелые металлы, сорбция, ЭДТА, ремобилизация.

В настоящее время загрязнение почвенного покрова тяжелыми металлами (ТМ) является одной 

из важнейших экологических проблем. В почвах они присутствуют в различных химических формах 
и обладают разными физическими и химическими свойствами с точки зрения химического взаимодействия, мобильности, биологической доступности и потенциальной токсичности. Почва выполняет 
роль своеобразного барьера, ограничивающего поступление тяжелых металлов в воду, растения, организмы животных и человека [1]. Одними из потенциальных ремобилизующих агентов (веществ, 
способных уменьшать концентрацию сорбированных металлов в почве) являются комплексоны, образующие со многими тяжелыми металлами устойчивые водорастворимые комплексы. Широкое 
применение комплексонов и комплексонатов металлов в различных отраслях промышленности и 
сельском хозяйстве основано на универсальности комплексонов фиксировать ионы практически всех 
металлов. Эта универсальность определяется возможностью координирования иона металла дентатными (основными и кислотными) центрами с образованием устойчивых внутрикомплексных хелатных циклических структур с центрально-координированным атомом металла. На практике широкое 
практическое применение нашла динатриевая соль этилендиаминтетрауксусой кислоты (ЭДТА) за 
свою относительно невысокую стоимость и способность к образованию прочных комплексов со многими металлами в широком диапазоне рН. Устойчивость и слабые сорбционные свойства комплексов 
ЭДТА позволяют использовать этот комплексон для химической ремедиации загрязненных тяжелыми металлами почв. Цель ремедиации как активной формы охраны природы заключается в защите и 
восстановлении природных ресурсов. Используемые технологии не должны нарушать биологического равновесия в природе, а должны эффективно удалять загрязнители без образования токсичных 
продуктов и восстанавливать плодородие почв. Критериями в выборе комплексообразующих реагентов для деметаллизации почв являются следующие [2]:


комплексон должен образовывать устойчивые комплексы в широком диапазоне рН и быть

селективным по отношению к извлекаемым токсичным металлам;


комплекс должен плохо сорбироваться почвой;


комплексон должен быть нетоксичным и безопасным для окружающей среды;


комплексон должен иметь низкую стоимость, и должна существовать возможность его 

регенерации.

Всем этим критериям в наибольшей степени удовлетворяет ЭДТА. Проводимые лабораторные 

исследования по деметаллизации естественно и искусственно загрязненных металлами почв с использованием ЭДТА направлены на оптимизацию условий извлечения металлов. Имеются данные об 
использовании ЭДТА для ремедиации почв в реальных крупномасштабных условиях, и несколько 
проектов уже реализованы в этой области за рубежом [3]. 

На процессы в системе ТМ – сорбент – комплексон оказывают влияние множество факторов: рН 

экстрагирующего раствора, природа металла и комплексона, тип почвы, концентрации компонентов, 
техника и время обработки и др. [4-6]. Сложный характер процессов в системе ТМ – ЭДТА – почва 
требует дальнейших детальных исследований. В связи с этим целью настоящей работы являлось изучение десорбирующего действия ЭДТА на некоторые ТМ (Cu(II), Pb(II), Cd(II)), являющиеся наиболее 
распространенными загрязнителями почв, грунтов, донных отложений, промышленных шламов.