Алюминий и вода: Алюминий в воде

Реакция алюминия с водой

Мировая экономика

Нефть Brent и WTI

USD/JPY

USD/AUD

USD/CHF

USD/GBP

USD/CAD

Серебро

Палладий

Золото

Справочники

Востребованные технологии

  • Концепция инновационного развития общественного производства – осуществления Второй индустриализации России на период 2017-2022 гг. (107 460)
  • Экономика Второй индустриализации России (104 143)
  • Этилен (этен), получение, свойства, химические реакции (33 205)
  • Программа искусственного интеллекта ЭЛИС (30 845)
  • Метан, получение, свойства, химические реакции (28 403)
  • Крахмал, свойства, получение и применение (28 117)
  • Природный газ, свойства, химический состав, добыча и применение (27 420)
  • Целлюлоза, свойства, получение и применение (26 771)
  • Пропилен (пропен), получение, свойства, химические реакции (26 224)
  • Прямоугольный треугольник, свойства, признаки и формулы (25 408)

Еще технологии

Поиск технологий

Выберите отрасль экономики или все отраслиПоиск по всем отраслямБиотехнологииВодоснабжение и водоотведениеДобыча, обработка и переработка полезных ископаемыхЗдравоохранениеИнформация и связьЛегкая промышленностьЛесная и деревообрабатывающая промышленностьНаноиндустрияНефтехимическая промышленностьОбразование. Подготовка кадровПищевая промышленностьПолучение энергии. ЭлектроэнергетикаПроизводство компьютеров, электронных и оптических изделийПроизводство лекарственных средств и материаловПроизводство машин и оборудованияПроизводство металлических изделийПроизводство прочей неметаллической минеральной продукцииПроизводство резиновых и пластмассовых изделийПроизводство транспортных средств и оборудованияПроизводство электрического оборудованияПромышленность строительных материаловСбор и утилизация отходов, ликвидация загрязненийСельское хозяйство, лесное хозяйство, охота, рыболовство и рыбоводствоСистемы (технологии) управленияСтекольная и фарфоро-фаянсовая промышленностьСтроительствоСупер прорывные технологииТопливная промышленностьТранспортировкаХимическая промышленностьХранениеЦеллюлозно-бумажная промышленностьЧерная и цветная металлургия

Поиск технологий

Финансирование:Технологии ожидают финансирования

В процессе разработки:Технологии в процессе разработки

О чём данный сайт?

Настоящий сайт посвящен авторским научным разработкам в области экономики и научной идее осуществления Второй индустриализации России.

Он включает в себя:
– экономику Второй индустриализации России,
– теорию, методологию и инструментарий инновационного развития – осуществления Второй индустриализации России,
– организационный механизм осуществления Второй индустриализации России,
– справочник прорывных технологий.

Мы не продаем товары, технологии и пр. производителей и изобретателей! Необходимо обращаться к ним напрямую!

Мы проводим переговоры с производителями и изобретателями отечественных прорывных технологий и даем рекомендации по их использованию.

О Второй индустриализации

Осуществление Второй индустриализации России базируется на качественно новой научной основе (теории, методологии и инструментарии), разработанной авторами сайта.

Конечным результатом Второй индустриализации России является повышение благосостояния каждого члена общества: рядового человека, предприятия и государства.

Вторая индустриализация России есть совокупность научно-технических и иных инновационных идей, проектов и разработок, имеющих возможность быть широко реализованными в практике хозяйственной деятельности в короткие сроки (3-5 лет), которые обеспечат качественно новое прогрессивное развитие общества в предстоящие 50-75 лет.

Та из стран, которая первой осуществит этот комплексный прорыв – Россия, станет лидером в мировом сообществе и останется недосягаемой для других стран на века.

Может быть интересно:

Определение алюминия в сточных водах

Алюминий – один из самых распространенных элементов, присутствующих в земной коре. Он относится к легким металлам и имеет серебристо-белый цвет. Среди особенностей, выделяющих его на фоне других химических элементов, можно назвать пластичность и высокую электропроводность. Также алюминий имеет значительную химическую активность. На воздухе это выражается в покрытии защитной оксидной пленкой. По степени распространения в природе алюминий занимает первое место среди металлов.

Алюминий в воде

Соединения алюминия можно найти практически во всех природных водах, куда он попадает естественным образом. Это происходит во время растворения глины и алюмосиликатов. Также причиной накопления алюминия являются сточные воды, в которых он оказывается в результате промышленной деятельности.

Уровень алюминия в воде заметно колеблется – значение может равняться как нескольким единицам, так и сотням мкг/л. Показатель непосредственно зависит от того, насколько закислена почва. Чем больше алюминия в воде, тем значительнее его влияние. Если концентрация элемента превышает 0,2 мг/л, он может вызывать изменение цвета воды. В некоторых случаях подобное происходит уже при 0,1 мг/л.

Подробная информация об услуге в разделеАнализ Воды

 

Чем опасен алюминий для организма?

В целом алюминий считается веществом с низким уровнем токсичности, однако в определенных концентрациях может оказывать негативное воздействие на обмен веществ. Так, установленная ПДК алюминия в природной и обработанной очистными системами воде составляет 0,5 мг/л.

Также он влияет на работу нервной системы посредством воздействия на развитие и размножение клеток. Избыточный уровень солей алюминия приводит к многократному увеличению его присутствия в костях, печени и мозге. Это постепенно может приводить к нарушениям работы опорно-двигательного аппарата, появлению судорог, а также проблемам с памятью.

Способы определения алюминия в сточной воде

Для выявления алюминия в сточных водах может использоваться несколько методов. Среди самых популярных выделяется метод спектрального анализа. С его помощью можно выявить даже малую концентрацию вещества с минимальным уровнем погрешности. В связи с этим он широко используется во многих сферах, в том числе в биологии, геологии и медицине.

Также с целью определения концентрации алюминия в воде часто применяются так называемые тест-комплекты. Подобные наборы используются для количественного анализа в условиях ограниченного времени. Преимуществом способа является возможность тестирования нескольких видов воды – в том числе питьевой, природной и сточной, – а также поддержка исследований не только в лабораторных, но и в полевых условиях на производстве.

Для правильной работы тест-комплекта должны быть обеспечены соответствующие условия:

  • Температура воды и воздуха не должна быть выше +35.
  • Максимальная продолжительность анализа – 20 минут.
  • Тест-комплект не должен содержать примесей.

С помощью тест-комплекта можно выполнить анализ воды при условии содержания алюминия в объеме 0,5-6 мг/л и выше. В случае, если концентрация вещества превышает 6,0 мг/л, необходимо разбавить пробу очищенной водой. При этом нельзя забывать о коэффициенте разбавления, чтобы не повлиять на результаты. Для контроля точности проводимого анализа приготавливается специальный раствор. Для этого используется весовой метод, а сам процесс обязательно проводится в лабораторных условиях согласно требованиям, установленным в ГОСТ.

Также точность выполняемого анализа зависит от других составляющих:

  • Правильности отбор пробы.
  • Качества используемых растворов и реагентов.
  • Учета фактора мешающих примесей.
  • Погрешностей в рамках проведения колориметрирования.

Вопрос отбора проб часто отводится на второй план, однако в случае с исследованиями сточных вод с целью определения содержания алюминия и других металлов, даже малейшая оплошность может серьезно повлиять на точность. Предприятия, которые предусматривают установку очистных сооружений, доверяют процесс проверки воды на алюминий профессионалам – это касается и отбора образца. Специалисты осведомлены в особенностях процедуры и знают ее подводные камни. По этой причине лучше избежать самостоятельных действий и сразу обратиться в лабораторию.

Очистка сточных вод от алюминия

До того момента пока уровень отходов, поступающих от промышленных предприятий, был достаточно небольшим, реки и другие водоемы справлялись с ними самостоятельно. В наши дни для очистки сточных вод от алюминия и других веществ не обойтись без использования дополнительных решений и методов. Их принято делить на химические, физико-химические, биологические и механические. В некоторых случаях используется сочетание несколько решений. Выбор того или иногда способа зависит от степени загрязнения.

К одним из самых популярных относится осадительный метод, посредством которого загрязненная вода обрабатывается химическими веществами с целью переведения загрязнителей в нерастворимое состояние. После этого осуществляется их удаление из сточной воды механическим способом. К преимуществам такого метода можно отнести доступную стоимость, а также применение распространенного и доказавшего свою эффективность оборудования.

Определение алюминия в воде в лаборатории «НОРТЕСТ»

Чтобы определить точную концентрацию алюминия в сточной воде, потребуется привлечение современного оборудования. Также процесс важно доверить профессионалам. Все это вместе с необходимым уровнем аккредитации есть в лаборатории «НОРТЕСТ». Мы занимаемся исследованиями воды не только в Москве, но и в Московской области. Для этого наша команда может осуществить выезд практически в любой населенный пункт региона. Мы заинтересованы в повышении качества воды и готовы предоставить свои услуги для скорейшего улучшения ситуации.

Не знаете, какой анализ выбрать? Наши специалисты помогут!

Позвоните нам: +7 (495) 108-24-26 или заполните форму

Заявка на анализ

Телефон*

Сообщение

Я согласен(а) наобработку персональных данных

ВОЗДЕЙСТВИЕ АЛЮМИНИЯ НА ВОДНЫЕ ОРГАНИЗМЫ И КРИТЕРИИ АЛЮМИНИЯ EPA

Алюминиевые банки, засоряющие дно океана; источник: http://oceancrusaders. org/aluminium-cans/

 

Свати Хегде, доктор философии.

14 января 2019 г.

Хотя это и не часто обсуждается, алюминий является одним из значительных источников загрязнения воды, в первую очередь из-за его большого количества в природе и промышленного использования. Алюминий является универсальным материалом благодаря своим превосходным свойствам, таким как легкий вес, коррозионная стойкость, длительный срок службы и электропроводность. Следовательно, алюминий находит свое применение в широком диапазоне применений, включая транспортировку, упаковку, строительство, электронное оборудование и линии электропередачи, и это лишь некоторые из них. Естественно, потребление алюминия очень велико и только в 2017 году в США достигло 5,4 млн метрических тонн9.0013 1 . Поступление алюминия в водную среду происходит как в естественных, так и в антропогенных формах в результате выветривания горных пород, кислых источников и вулканической деятельности. Антропогенный выброс алюминия является результатом деятельности человека, такой как промышленные процессы, приводящие к образованию сточных вод и твердых отходов, сжигание ископаемого топлива, производство, производство алюминия и сельское хозяйство. Квасцы (сульфат калия-алюминия), химическое вещество, используемое для осветления питьевой воды и сточных вод, также могут быть источником алюминия, если их выпускать без обработки 2 . Высокие уровни алюминия наблюдаются преимущественно в пресной воде по сравнению с морской водой, поскольку низкий рН пресной воды по сравнению с океанской водой способствует его растворимости. Кислотные дожди, вызванные промышленной деятельностью, являются основной причиной повышения уровня алюминия в воде, поскольку кислотные дожди снижают рН воды, способствуя растворению антропогенных и естественных форм. Следовательно, алюминий является неизбежным источником загрязнения пресной воды как в городских, так и в сельских районах, что приводит к токсичному воздействию на водную жизнь и в конечном итоге может попасть в пищевую цепь человека.

Воздействие алюминия на водную жизнь:

Доказано отрицательное воздействие алюминия на ряд полезных видов пресноводных водорослей 3 . Пресноводные водоросли имеют решающее значение для поддержания здоровой синергетической экосистемы, поскольку они увеличивают биодоступность растворенного кислорода для находящихся под ними организмов. Однако токсичность алюминия для водных организмов зависит от различных физико-химических факторов, таких как рН воды, температура и уровень соли. С другой стороны, хорошо известно, что алюминий используется для борьбы с цветением токсичных водорослей, где он действует, отсекая поступление необходимых питательных веществ (фосфора). Несмотря на то, что низкая концентрация алюминия в воде не является чрезвычайно токсичной, расположенные ниже по течению промышленные точечные источники богатой алюминием технологической воды представляют угрозу для природной экосистемы. В водной среде алюминий действует как токсический агент на животных, использующих жаберное дыхание, таких как рыбы и беспозвоночные, вызывая потерю их осморегулирующей функции (т. и ионы из воды) 4 . Алюминий также может реагировать с другими химическими загрязнителями в воде, что приводит к непредвиденным последствиям для биоразнообразия. Несмотря на то, что часто утверждается, что низкие концентрации не оказывают негативного воздействия на водную жизнь, было замечено, что хроническое воздействие этих уровней токсично для некоторых видов водных растений, рыбок данио, толстоголовых гольянов, коловраток и улиток 5 . Несмотря на то, что существует небольшое количество литературы, изучающей влияние алюминия на водную жизнь, эта тема является постоянной темой для обсуждения, поскольку уровень алюминия в воде зависит от физических, химических и экологических условий водной экосистемы. Тем не менее, несоблюдение нормативных требований по допустимым уровням алюминия всегда представляет собой угрозу, поскольку этот тяжелый металл может в конечном итоге попасть в пищевую цепь человека через питьевую воду. Блок-схема, представленная в недавно выпущенном документе Агентства по охране окружающей среды, показывает источники, судьбу и влияние алюминия на водную жизнь.

Концептуальная модель, показывающая источники алюминия, судьбу транспорта и его влияние на водную жизнь; рисунок повторно использован из документа EPA от декабря 2018 г. 6

Рекомендации EPA по содержанию алюминия в воде

Управление водных ресурсов EPA недавно опубликовало отчет о токсическом воздействии алюминия на водную жизнь. С помощью этого документа штаты и племена могут получить информацию для установления стандартов качества воды в отношении алюминия в соответствии с Законом о чистой воде (CWA). Несмотря на то, что этот документ содержит рекомендации на основе научной информации, следует отметить, что он не является нормативным руководством. Следовательно, штаты и племена юридически не обязаны следовать этому акту. Раздел 304 (a) (l) Закона о чистой воде (CWA) предписывает администратору Агентства по охране окружающей среды (EPA) публиковать критерии качества воды, которые точно отражают последние научные знания. В этом разделе основное внимание уделяется типу и степени всех идентифицируемых воздействий на здоровье и благополучие, которые могут возникнуть в результате присутствия загрязняющих веществ в любом водоеме, включая подземные воды 7 . В соответствии с требованиями CWA, EPA периодически пересматривает эти критерии, чтобы гарантировать, что пересмотры точно отражают современные научные знания и технический прогресс. Последнее обновление критериев качества алюминия было разработано в 1988 году 8 . Обновление документа за 2018 год содержит научные данные о влиянии алюминия на 13 различных видов беспозвоночных, а набор данных можно найти здесь. В таблице 1 представлено сравнение национальных рекомендуемых водных критериев содержания алюминия в 1988 и 2018 годах.

Таблица 1: Сравнение национальных рекомендуемых водных критериев содержания алюминия в водной среде Агентства по охране окружающей среды от 1988 и 2018 годов; таблица повторно использована из документа EPA, декабрь 2018 г. 6 ; DOC: концентрация растворенного кислорода

Критерии алюминия 2018 г. обеспечивают приемлемый диапазон, полученный с использованием нескольких моделей линейной регрессии для нормализации данных о токсичности, в отличие от фиксированных значений в 1988 г. Для критериев пресной воды пользователи также могут ввести конкретную информацию о качестве воды в Калькулятор критериев алюминия для оценки воздействия алюминия на водную жизнь в конкретных местах. Полученный острый критерий указывает на то, что пресноводные организмы будут защищены, если «средняя одночасовая» концентрация не будет превышать рекомендацию в среднем более одного раза в три года. Хронический критерий указывает на то, что пресноводные организмы были бы защищены, если бы «средняя за четыре дня» концентрация не превышала в среднем более одного раза в три года. Дополнительную информацию о рекомендуемых EPA критериях алюминия можно найти здесь.

 

 

 

  1. https://fas.org/sgp/crs/misc/IF10998.pdf ↩
  2. Гидде, М.Р., А.Р. Бхалерао и Х. Тарик. 2012. Наличие концентрации алюминия в пробах поверхностных вод из разных районов города Пуна. Стажер Дж. Эмерг. Тех. Адван. англ. 2(7): 215-219 ↩
  3. https://www.tandfonline.com/doi/pdf/10. 1080/10643389991259245 ↩
  4. https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/24202562 ↩
  5. https://setac.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/etc.3901 ↩
  6. https://www.epa.gov/sites/production/files/2018-12/documents/aluminum-final-national-recommended-awqc.pdf ↩
  7. https://www.epa.gov/sites/production/files/2018-12/documents/aluminum-final-national-recommended-awqc.pdf ↩
  8. https://www.epa.gov/wqc/national-recommended-water-quality-criteria-aquatic-life-criteria-table ↩

Алюминиево-галлиевый порошок пускает пузыри водорода из грязной воды

«Нам не нужна никакая энергия, и он пузырит водород как сумасшедший. Я никогда не видел ничего подобного», — сказал профессор UCSC Скотт Оливер, описывая новый порошок наночастиц алюминия и галлия, который генерирует H9.0083 2 при помещении в воду – даже в морскую воду.

Алюминий сам по себе быстро окисляется в воде, удаляя O из H 2 O и выделяя водород в качестве побочного продукта. Однако это кратковременная реакция, потому что в большинстве случаев металл быстро покрывается микроскопически тонким слоем оксида алюминия, который изолирует его и кладет конец веселью.

Но исследователи-химики из Калифорнийского университета в Санта-Круз говорят, что нашли экономичный способ продолжать работу. Давно известно, что галлий удаляет покрытие из оксида алюминия и удерживает алюминий в контакте с водой для продолжения реакции, но предыдущие исследования показали, что комбинации с высоким содержанием алюминия имеют ограниченный эффект.

Итак, когда профессор химии/биохимии Бактан Сингарам узнал, что студент Исай Лопес играет с производством водорода из алюминия/галлия на своей кухне дома, в этой идее не было ничего особенного.

«Он не занимался этим научным способом, поэтому я познакомил его с аспирантом для проведения систематического исследования, — сказал Сингарам. из различных соотношений галлия и алюминия».

Когда Лопес решил расширить эксперимент, чтобы проверить смеси с высоким содержанием галлия, все стало немного странно. Производство водорода зашкаливало, и команда начала выяснять, почему эти смеси ведут себя так принципиально по-разному.

После изучения электронной микроскопии и рентгеновской дифракции они поняли, что наиболее эффективная смесь, три части галлия на одну часть алюминия, действительно делает то, чего не делают более низкие соотношения. Галлий не только растворял оксид алюминия, он также вызывал разделение алюминия на наночастицы и удерживал их отдельно.

— Галлий разделяет наночастицы и не дает им агрегироваться в более крупные частицы, — сказал Сингарам. «Люди изо всех сил пытались создать наночастицы алюминия, и здесь мы производим их при нормальном атмосферном давлении и комнатной температуре».

При таком тонком разделении алюминия площадь его поверхности максимальна, а реакция с водой была чрезвычайно эффективной, извлекая 90% теоретического максимального количества водорода, возможного для данного количества алюминия. В исследовании, опубликованном в ACS Nano Materials исследователи сообщают, что один грамм их сплава галлия с алюминием быстро высвобождает 130 мл водорода при помещении в воду.

Одна часть алюминиевого лома смешивается с тремя частями галлия для получения оптимальной смеси алюминия и галлия

Калифорнийский университет в Санта-Круз

Что примечательно, источник воды тоже не обязательно должен быть чистым.

«Можно использовать любой доступный источник воды, — говорится в исследовании, — включая сточные воды, коммерческие напитки или даже океанскую воду, без образования газообразного хлора».

Да, галлий дорогой. Но исследователи говорят, что его можно полностью восстановить в конце процесса и использовать со свежим алюминием для создания большего количества этого замечательного сплава, производящего водород. Действительно, создание сплава само по себе чрезвычайно просто; можно просто вручную смешать галлий с алюминием, включая использованную фольгу или банки, в правильном соотношении.

«В нашем методе используется небольшое количество алюминия, что гарантирует его растворение в большей части галлия в виде дискретных наночастиц», — сказал Оливер. «Это генерирует гораздо большее количество водорода, почти полное по сравнению с теоретическим значением, основанным на количестве алюминия. Это также упрощает извлечение галлия для повторного использования».

Команда подала заявку на патент на этот процесс и начинает изучать возможности его коммерческого масштабирования.

Итак, на что мы здесь смотрим? Что ж, это фактически твердотельный способ хранения и выделения водорода — примечательно, третий порошок для хранения водорода, о котором мы писали за последние пару месяцев, или вообще когда-либо. Водород является важным топливом, которое будет необходимо в некоторых приложениях во время гонки по обезуглероживанию, но известно, что его сложно и дорого сжимать в газ или криогенно конденсировать в жидкость для хранения и транспортировки.

Порошок для хранения водорода, с другой стороны, намного проще и дешевле в обращении, что потенциально может изменить стоимость работы с водородом настолько радикально, что появятся новые области применения. Вот почему процесс механохимической шаровой мельницы Дикина и кремниевый порошок Si+ компании EAT имели такое большое значение.

И почему это продвижение UCSC может иметь такое большое значение. Этот материал кажется чрезвычайно простым в изготовлении и еще проще в использовании для производства водорода. Он будет хорошо храниться и путешествовать в течение как минимум трех месяцев, если хранить его в газообразном циклогексане. Тот факт, что он работает в морской воде, имеет огромное значение; доступ к чистой воде — это не то, что вы хотели бы сделать ставкой крупного бизнеса на продвижение вперед. Тот факт, что галлий можно собирать и повторно использовать в процессе, поможет снизить затраты. А тот факт, что реакция происходит при атмосферном давлении и температуре, означает, что вы можете обойтись меньшим количеством оборудования в конце всей операции, где вам действительно нужен водород.

Чем же он отличается от двух других порошков? Что ж, приведенные цифры позволяют хотя бы предположить.