Файл: Исследование эффективности биополимерных сорбентов на основе хитина в отношении металлов.pdf

146 эластичностью, устойчивы к действию сильных кислот и щелочей, органических растворителей, УФ и ионизирующего излучения, биологически инертны. Материал не теряет указанных свойств до температуры 150 °С. Волокнистая структура и развитая поверхность Микотона определяют такие важные особенности, как высокие кинетические параметры процесса сорбции, возможность производить бумагоподобные и нетканые материалы заданной плотности и пористости, а также способность к образованию разнообразных композитов и модификаций, что открывает практически неограниченные возможности получения материалов с заданными сорбционными и технологическими характеристиками [12].
Исходя из выше перечисленных преимуществ, целью нашего исследования является оценка сорбционной емкости в отношении металлов энтеросорбента Микотон, получаемого на основе природного биополимера хитина из высших грибов.
В Национальной Академии Наук Украины (Институт клеточной биологии и генетической инженерии) при поддержке ВПК России на основе высшего гриба Трутовика настоящего был разработан энтеросорбент и антибиотик, по эффективности и качеству превосходящий все западные аналоги – Микотон, который содержит Хитин (80%) + глюкановый комплекс + меланин [13]. В Российском научном центре "Курчатовский институт" детально изучены и подтверждены высокие сорбционные свойства препарата по отношению к так называемым тяжелым металлам (свинец, ртуть, кадмий, висмут, хром, цинк и др.), радионуклидам (уран, плутоний, америций, кюрий, цезий, стронций и др.) при поступлении больших доз в организм [14].
Однако, исследования использования данного сорбента для выведения металлов, поступающих в организм жителей мегаполисов, систематически и небольшими дозами практически не проводилось [15]. Исследование процессов сорбции в модельных условиях дает возможность определить сорбционную ёмкость по отношению к различным веществам и их смесям, оценить эффективность сорбентов в различных условиях и для различных сред [16].
В качестве основы модельных растворов мы предлагаем использовать молочную сыворотку. Молочная сыворотка является побочным продуктом при производстве сыров, одним из продуктов сепарации молока, после его сворачивания или добавления кислых веществ. Белки молочной сыворотки — это глобулярные белки, представленные на 65 % β- лактоглобулином, на 25 % α-лактальбумином и на 8 % альбумином сыворотки крови. Кроме того, молочная сыворотка содержит лактозу, витамины и минеральные вещества, а также следы жиров [17].Таким образом, молочная сыворотка является типичной биологической жидкостью, представляя собой сложную многокомпонентную матрицу, состоящую из воды, с растворенными в ней минералами и органической фракции (белки, углеводы, жиры и витамины). Это обстоятельство, а также доступность и дешевизна, делают молочную сыворотку идеальной основой модельных растворов для определения сорбционной ёмкости биополимерных энтеросорбентов. Техника проведенного эксперимента и особенности обработки результатов исследования опубликованы нами в более ранних публикациях [18].
По полученным данным нами построены изотермы Ленгмюра: зависимости между количеством адсорбированного металла и равновесной концентрацией растворов.

147
Рис. 2 - Изотермы сорбции кадмия
Рис. 3 - Изотермы сорбции железа
Рис. 4 - Изотермы сорбции меди

148
Рис. 5 - Изотермы сорбции цинка
Особенности протекания сорбционных процессов на границе раздела фаз энтеросорбент/раствор солей металла и описание с позиции теории Ленгмюра позволили установить: диапазон сорбционной емкости от 35 мкг/г при сорбции ионов кадмия до 65 мкг/г при сорбции ионов цинка. Вид изотерм при сорбции всех исследуемых металлов (Cd,
Zn, Fe, Cu) примерно одинаков, имеет форму кривых с отклонением от прямо пропорциональной зависимости концентрация ионов в растворе/количество сорбируемого вещества при концентрации ионов металла в растворе около 3 мкг/мл. Изотермы сорбции показывают, что для Микотона характерны два участка из классической изотермы: 1.
Количество адсорбированного вещества прямо пропорционально концентрации веществ в растворе, что соответствует закону Генри. 2. При дальнейшем увеличении концентрации адсорбата, адсорбция увеличивается. В изотермах отсутствует третий участок- выход на плато, то есть не наблюдается полное насыщение поверхности адсорбента. Проведенные исследования показали, что энтеросорбент Микотон продемонстрировал высокую эффективность по всем исследуемым металлам, в концентрациях, соответствующим флуктуациям в организме жителей мегаполисов и может быть рекомендован для выведения систематически поступающих доз металлов.
Литература
1. Muzzarelli R.A.A. Chitin. Oxford: Pergamon Press, 1977. 309 p.
2. Hood M.A. И Abstr. First Intern. Conf. Chitin/Chitosan. Boston: 1977. P. 44-45.
3. Girand-Guille M.M., Bouligand Y. // Chitin in Nature and Technology. Ed. by Muzzarelli R.A.A., С Jenniaux,
Gooday G.W. N.-Y. and L.: Plenum Press, 1986. P. 29-35.
4. Леваньков С.В.Новые перспективы в исследовании хитина и хитозана/С.В. Леваньков, Н.М. Купина, Ю.Г
Блинов М.: ВНИРО, 1999. С. 44-45.
5. Немцев С.В. Разработка комплексной технологии хитина и хитозана из панцирьсодержащего сырья и криля с применением ферментных препаратов и криоактивации // Авто реф. дис. ... канд. техн. наук. М.: ВНИРО, 1997.
23 с.
6. Акопова Т.А.Высокомол. соед./ Т.А. Акопова, С.З. Роговина, Г.А. Вихорева, С.Р.Зеленецкий . М:1995.Т. 37Б.
№ 10. С. 1797-1801.
7. Maslova G., Krasavtsev V. II Advances in Chitin Science, V. II. Proc. of the 2d Int. Conf. on Chitin, and Chitosan
"EUCHIS"-97, Lyon: Jacques Andre Publisher, 1997. P. 554-557.
8. Yang T.C, Zall R.R. // Ind. Eng. Chem. Prod. Res. Dev. 1984. V. 23. N 1. P. 168-172.
9. Ramachandran N.K., Madhavan P. II Proc. 2nd Int. Conf. "Chitin and Chitosan". Sapporo: 1982. P. 187-190.
10. Kosyakov V.N., Yakovlev N.G., Gorovoy L.F. // Biotechnology for Waste Management and Site Restoration.
Netherlands: Kluwer Academic Publishers, 1997. P. 119-131.
11. Blair H.S., Но Ting-Chung. Hi. Chem. Technol. Biotechnol. 1981. V. 31. N 1. P. 6-10.
12. Mitani Tomoya, Moriyama Ayumi, Ishii Hiroshi. II Biosci., Biotechnol., Biochem. 1992. V. 5. N6. P. 985-988.

149 13. Kosyakov V.N. //"Radionuclides and Heavy Metals in Environment". Proc. NATO Advanced Research Workshop 3-
6 October 2000. Dubna, Kluwer Academic Publishers. 2001. P. 372.
14. Ершов Б.Г., Быков ГЛ., Селиверстов А.Ф. // Тезисы докладов Первой Российской конференции по радиохимии. М. РНЦ "Курчатовский Институт". 1994. С. 137.
15. Решетников В.И. Оценка адсорбционной способности энтеросорбентов и их лекарственных форм/В.И.
Решетников // Химико-фармацевтический журнал-2003. Т. 37. №5. С. 28–32.
16. Коробков В.А. Внедрение природных сорбентов в практику профилактической энтеросорбции токсических металлов/В.А. Коробков //Нетрадиционные объекты морского промысла и преспективы их использования: Тез. докл. науч. – практ. конф., 17 – 18 апреля 1997г. – Мурманск, 1997. – С. 69–74.
17. Храмцов А.Г. Использование депротеинизированной подсырной сыворотки для производства напитков/
А.Г.Храмцов, О.А.Суюнчев, А.С. Рудаков и др./ Вестник СевКавГТУ. -2 004. - №1(7).
18. Тунакова Ю.А. Использование модельных растворов для оценки сорбционной емкости биополимерных энтеросорбентов/ Ю.А. Тунакова, Р.А. Файзуллина, Ю.А. Шмакова// Вестник Казан. технол. ун-та. – 2010. - № 5. - С.57-62.
________________________________________________
© Ю. А. Тунакова - д-р хим. наук, проф. каф. промышленной экология Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева; juliaprof@mail.ru; Е. С. Мухаметшина - асп. той же кафедры, ielnara@mail.ru; Ю. А. Шмакова - асп.каф. технологии пластических масс КНИТУ, kstu-material@mail.ru.