ОЧИСТКА ВОД, ЗАГРЯЗНЁННЫХ РАДИОАКТИВНЫМ ЙОДОМ, С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРИРОДНОГО И МОДИФИЦИРОВАННОГО ЦЕОЛИТА

В работе исследована эффективность природного цеолита и его модифицированных форм для удаления стабильного изотопа йода (¹²⁷I) из водных растворов. Природный цеолит модифицирован ионами серебра (Ag⁺) и меди (Cu²⁺) методом ионного обмена. Структура и химический состав модифицированных образцов изучены с использованием рентгенофлуоресцентного анализа (XRF), рентгенографии (XRD) и сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионным рентгеновским анализом (SEM-EDX).
Результаты кинетических экспериментов показали, что Cu-модифицированный цеолит быстрее достигает сорбционного равновесия по сравнению с Ag-модифицированным аналогом. Время достижения равновесия для Cu-модифицированного цеолита составило приблизительно 30,5 часов, тогда как для Ag-модифицированного образца – около 36,0 часов. Степень удаления йода из водных растворов в обоих случаях была высокой и составила 99,4% для Cu-модифицированного цеолита и 99,1% для Ag-модифицированного.
Анализ изотерм сорбции показал, что данные лучше всего описываются моделью Ленгмюра с коэффициентом детерминации (R²) более 0,98. При этом расчётная максимальная сорбционная ёмкость модифицированных цеолитов оказалась выше, чем у природного цеолита.
Полученные результаты подтверждают высокую эффективность и экологическую безопасность металломодифицированных цеолитов в качестве сорбентов для удаления йодсодержащих загрязнений из водных растворов. Особое практическое значение имеет Cuмодификация, которая демонстрирует улучшенную кинетику сорбции, что делает её перспективной для применения в технологиях очистки воды.

1. Carbon adsorbents for the uptake of radioactive iodine from contaminated water effluents: A systematic review / M. Kunarbekova et al // Journal of Water Process Engineering. – 2024. – Vol. 67. – Art. 106174. https://doi.org/10.1016/J.JWPE.2024.106174.

2. Комплексный метод очистки микропластика в воде с использованием сорбентов / И.О. Сапаргали и др. // Вестник Университета Шакарима. Серия технические науки. – 2025. – С. 412-420. https://doi.org/10.53360/2788-7995-2025-1(17)-51.

3. Highly efficient iodide adsorption from medical radioactive wastewater by strong alkaline anion exchange fiber / Z. Liao et al // Journal of Environmental Chemical Engineering. – 2024. – Vol. 12, № 1. – Art. 111783. https://doi.org/10.1016/J.JECE.2023.111783.

4. Alotaibi A. Modification of clinoptilolite as a robust adsorbent for highly-efficient removal of thorium(IV) from aqueous solutions / A. Alotaibi, A. Ismail // International Journal of Environmental Research and Public Health. – 2022. – Vol. 19, № 21. – Art. 13774. https://doi.org/10.3390/ijerph192113774.

5. Cesium selectivity of natural zeolites (clinoptilolite, mordenite) in aqueous systems / H. Taira et al // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. – 2017.

6. Modifying natural zeolites to improve heavy metal adsorption / Е. Kuldeyev et al // Water. – 2023. – Vol. 15, № 12. – Art. 2215. https://doi.org/10.3390/w15122215.

7. Natural zeolites in water treatment – how effective is their use / J. Margeta et al // Water Treatment. – 2013. https://doi.org/10.5772/50738.

8. Removal of radioactive iodine and cesium in water purification / S. Kitada et al // Desalination and Water Treatment. – 2015. https://doi.org/10.1080/19443994.2014.923205.

9. Highly efficient removal of radioactive iodine anions by nano-silver modified activated carbon fiber X. Chen et al // Applied Surface Science. – 2024. – Vol. 643. – Art. 158644. https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2023.158644.

10. Capture of iodine and organic iodides using silica zeolites and the semiconductor behaviour of iodine in a silica zeolite / T.C.T. Pham et al // Energy & Environmental Science. – 2016. https://doi.org/10.1039/c5ee02843d.

11. Davis M.E. Zeolites from a materials chemistry perspective / M.E. Davis // Chemistry of Materials. – 2013. https://doi.org/10.1021/cm401914u.

12. Efficient removal of cesium from low-level radioactive liquid waste using natural and impregnated zeolite minerals / E.H. Borai et al // Journal of Hazardous Materials. – 2009. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2009.07.033.