stringtranslate.com

Выпь (соль)

На этом изображении изображены три расположенных рядом соляных пруда, цвет которых варьируется от темно-зеленого до горчично-желтого.
Выпи можно получить из соляных прудов, цвет которых обусловлен организмами, адаптированными к гиперсоленой среде. [1]

Выпь (мн. ч. выпь), или нигари , это солевой раствор, образующийся при осаждении галита (поваренной соли) из морской воды или рассолов . Выпь содержит ионы магния , кальция и калия , а также хлорид , сульфат , йодид и другие ионы. [2] [3]

Выпь обычно образуется в соляных прудах , где испарение воды приводит к осаждению галита. Эти соляные пруды могут быть частью промышленного предприятия по производству соли или использоваться в качестве места хранения отходов для рассолов, полученных в процессе опреснения . [3]

Выпь является источником многих полезных солей. [3] [4] Она используется как природный источник Mg2 + , и ее можно использовать в качестве коагулянта как при производстве тофу [5], так и при очистке промышленных сточных вод . [6] [7] [8] [9]

История

Выпь извлекалась в течение длительного времени, по крайней мере, нескольких столетий. Голландский химик Петрус Якобус Кипп (1808–1864) экспериментировал с насыщенными растворами выпи. Термин для раствора является модификацией слова «bitter». [2]

Использует

Получение соли

Выпь является источником многих солей, включая сульфат магния (английская соль). Существует множество методов удаления этих солей из выпивки, и метод, который в конечном итоге используется, зависит от целевого продукта. Продукты, которые естественным образом выпадают в осадок из выпивки, кристаллизуются по мере испарения (например, каинит [10] ). Продукты, которые не выпадают в осадок из выпивки, могут осаждаться путем добавления другого соединения или посредством ионного обмена . [3]

Двойная соль сульфата калия и магния , хорошее удобрение , представляет собой соль, которая выпадает в осадок из маточных растворов при добавлении метанола . [3] Также используется этанол , но он проявляет предпочтение к осаждению сульфата калия . [3]

Раствор может быть также использован в производстве поташа и калийных солей. [10] Винная кислота является одним из соединений, которое может способствовать осаждению этих солей. [10]

Гидроксид магния (Mg(OH) 2 ) может быть получен из маточного раствора. [4] Добавление щелочного раствора , такого как гидроксид натрия (NaOH) или известь, приведет к осаждению гидроксида магния, хотя известь не так эффективна. Более медленное добавление щелочного раствора приводит к осаждению более крупных частиц, которые легче удалить из раствора. [4]

На этой фотографии изображен тофу на тарелке, окруженный соевыми бобами.
Выпь — один из коагулянтов, используемых при производстве тофу.

Коагуляция

тофу

Нигари производится из морской воды после предварительного удаления хлорида натрия . Он содержит в основном хлорид магния , небольшое количество сульфата магния (соль Эпсома), хлорид калия , хлорид кальция и следовые количества других природных солей.

Nigari был первым коагулянтом, который использовался для приготовления тофу в Японии. [5] Он используется и сегодня, потому что тофу, приготовленный с использованием выдержки, сохраняет оригинальный вкус соевых бобов, используемых для его приготовления. Выдержка вызывает быструю коагуляцию, что влияет на качество тофу. В качестве альтернативы также используются сульфат кальция , хлорид кальция или другие вещества. [5]

Очистка сточных вод

Bittern можно использовать вместо коагулянтов на основе алюминия при очистке сточных вод, образующихся в процессе окрашивания тканей . [6] pH сточных вод является основным , что благоприятно для использования bitten. После добавления bitten осажденный гидроксид магния работает как коагулянт для сбора красителя , твердых веществ, органических веществ и тяжелых металлов из сточных вод перед осаждением раствора. [6] Шлам , образующийся при такой очистке сточных вод, также легче утилизировать, чем шлам , образующийся при использовании коагулянтов на основе алюминия, поскольку существует меньше ограничений, связанных с утилизацией магния, и может быть возможно переработать шлам в качестве удобрения. [6]

Bittern также может использоваться в качестве источника ионов магния (Mg2 + ) для осаждения струвита , полезного удобрения, из сточных вод, содержащих азот и фосфор . [7] [8] Одним из источников полезных сточных вод является фильтрат свалок . [9] Bittern так же хорош, как и другие источники ионов магния, для удаления фосфора из потоков сточных вод, но он отстает от других источников ионов магния с точки зрения удаления аммиака (соединения азота). [8]

Другие применения

Выпь можно использовать для культивирования архей Haloquadratum . Haloquadratum имеют отчетливую квадратную форму и распространены в гиперсоленых средах, таких как соляные пруды. Их выращивание необходимо для понимания как их экологической функции в этих средах, так и их уникальной морфологии . [11] Присутствие Haloquadratum в среде, считающейся негостеприимной для большинства форм жизни, побудило к более тщательному изучению этих архей.

Было проведено исследование, изучающее использование выпивки в качестве натуральной добавки магния, используемой для снижения скачков холестерина после еды (постпрандиальная гиперлипидемия ). [12]

Из-за своей высокой солености, вытяжка может также использоваться в качестве раствора для вытяжки для осмотического процесса, который концентрирует сахарозу в соке сахарного тростника . [13] Поскольку используется прямой осмос , процесс является относительно энергоэффективным. Английская соль также может быть извлечена из раствора для вытяжки вытяжки после его использования. [13] Этот метод особенно полезен в районах, где производство сахарного тростника и соли находится в непосредственной близости, чтобы избежать затрат, связанных с перемещением либо сока сахарного тростника, либо вытяжки. [13]

Воздействие на окружающую среду

В некоторых юрисдикциях большая часть соляных отходов используется для другого производства, а не выбрасывается напрямую. [14] В других юрисдикциях каждая тонна произведенной соли может создавать более 3 тонн отходов соляных отходов. [15]

Хотя выпь обычно содержит те же соединения, что и морская вода, она гораздо более концентрирована, чем морская вода. Если выпь выпускается непосредственно в морскую воду, последующее повышение солености может нанести вред морской жизни вокруг точки выброса. [14] Даже небольшое повышение солености может нарушить осмотический баланс морских видов , что может привести к гибели организма в некоторых случаях. [16]

В декабре 1997 года в лагуне Охо-де-Льебре (OLL) в Мексике, рядом с промышленным предприятием Exportadora de Sal SA (ESSA), крупнейшим солеваренным заводом в мире, было обнаружено 94 трупа зеленых морских черепах Chelonia mydas . Содержание фторид - иона F− в выпях было в 60,5 раз больше, чем в морской воде. Осмоляльность выпей составляла 11 000 мосм/кг воды, тогда как осмоляльность плазмы черепахи составляла около 400 мосм/кг воды. Исследователи пришли к выводу, что сброс выпей в океан следует избегать. [17]

Отсутствие адекватных методов утилизации выпи и опасения местных ассоциаций коммерческого и любительского рыболовства по поводу пагубного воздействия выпи на местные рыбные и креветочные хозяйства привели к тому, что в 2008 году Агентство по охране окружающей среды Западной Австралии выступило против предлагаемого проекта Straits Salt мощностью 4,2 млн тонн в год в регионе Пилбара, штат Западная Австралия. Агентство по охране окружающей среды пришло к выводу, что:

...предлагаемая солнечная соляная ферма расположена в районе, который представляет неприемлемо высокий риск нанесения экологического ущерба водно-болотным угодьям и неприемлемый уровень неопределенности в отношении долгосрочного управления выпями. [...] Высокий уровень неопределенности в отношении способности инициатора управлять текущим производством более 1 миллиона кубических метров выпей в год углерода, который токсичен для морской биоты и, следовательно, может ухудшить водно-болотные угодья и ценность биоразнообразия, если сброс выпей произойдет случайно или потребуется для поддержания производства соляной фермы в долгосрочной перспективе. [18]

Ссылки

  1. ^ Орен, Аарон (2019-01-01), Зекбах, Джозеф; Рампелотто, Пабуло (ред.), «Глава 3 — Солнечные солончаки как модельные системы для изучения галофильных микроорганизмов в их естественной среде», Модельные экосистемы в экстремальных условиях , Астробиология исследует жизнь на Земле и за ее пределами, Academic Press, стр. 41–56, doi : 10.1016/b978-0-12-812742-1.00003-9, ISBN 9780128127421, S2CID  198855581 , получено 2019-09-23
  2. ^ ab "Bittern - Chemistry". Encyclopaedia Britannica . Получено 4 ноября 2015 г.
  3. ^ abcdef Лосано, Хосе А. Фернандес (1976). «Восстановление двойной соли сульфата калия и магния из морской выпи». Industrial & Engineering Chemistry Process Design and Development . 15 (3): 445–449. doi :10.1021/i260059a018. ISSN  0196-4305.
  4. ^ abc Alamdari, A.; Rahimpour, MR; Esfandiari, N.; Nourafkan, E. (2008). «Кинетика осаждения гидроксида магния из морской выпи». Химическая инженерия и переработка: интенсификация процессов . 47 (2): 215–221. doi :10.1016/j.cep.2007.02.012. ISSN  0255-2701.
  5. ^ abc Ли, Цзиньлун; Чэн, Юнцян; Тацуми, Эйдзо; Сайто, Масаёши; Инь, Лицзюнь (2014). «Использование коагулянтов с контролируемым высвобождением W/O/W для улучшения качества тофу, затвердевшего в выпаренном растворе». Пищевые гидроколлоиды . 35 : 627–635. doi :10.1016/j.foodhyd.2013.08.002. ISSN  0268-005X.
  6. ^ abcd Альбукерке, LF; Салгейру, AA; Мело, JL de S.; Чиавоне-Фильо, O. (2013). «Коагуляция синего индиго, присутствующего в сточных водах при окрашивании, с использованием остаточного маточного раствора». Технология разделения и очистки . 104 : 246–249. doi : 10.1016/j.seppur.2012.12.005. ISSN  1383-5866.
  7. ^ ab Kumar, Ramesh; Pal, Parimal (2015). «Оценка возможности восстановления N и P путем осаждения струвита из сточных вод, богатых питательными веществами: обзор». Environmental Science and Pollution Research . 22 (22): 17453–17464. doi :10.1007/s11356-015-5450-2. ISSN  1614-7499. PMID  26408116. S2CID  6705389.
  8. ^ abc Ли, С. И; Веон, С. И; Ли, К. В; Купман, Б (2003). «Удаление азота и фосфата из сточных вод путем добавления выпарного раствора». Chemosphere . 51 (4): 265–271. Bibcode :2003Chmsp..51..265L. doi :10.1016/S0045-6535(02)00807-X. ISSN  0045-6535. PMID  12604078.
  9. ^ ab Li, XZ; Zhao, QL (2002). "MAP-осаждение из фильтрата свалок и отходов морской воды". Environmental Technology . 23 (9): 989–1000. doi : 10.1080/09593332308618348. hdl : 10397/2444 . ISSN  0959-3330. PMID  12361384. S2CID  24126386.
  10. ^ abc Гара, Кришна Канта; Корат, Никунджа; Бхалодия, Диксита; Соланки, Джигнеш; Маити, Пратюш; Гош, Пушпито К. (2014). «Производство чистых калийных солей непосредственно из морской выпи с использованием винной кислоты в качестве безвредного и пригодного для вторичной переработки осадителя K +». РСК Прогресс . 4 (65): 34706–34711. Бибкод : 2014RSCAd...434706G. дои : 10.1039/C4RA04360J. ISSN  2046-2069.
  11. ^ Bolhuis, Henk; Poele, Evelien M. te; Rodriguez‐Valera, Francisco (2004). «Изоляция и культивирование квадратного археона Уолсби». Environmental Microbiology . 6 (12): 1287–1291. doi :10.1111/j.1462-2920.2004.00692.x. ISSN  1462-2920. PMID  15560825.
  12. ^ Кишимото, Ёшими; Тани, Марико; Уто-Кондо, Харуми; Сайта, Эми; Иидзука, Маки; Соне, Хирохито; Ёкота, Кунинобу; Кондо, Кадзуо (2010). «Влияние магния на постпрандиальные липидные реакции сыворотки крови у здоровых людей». Британский журнал питания . 103 (4): 469–472. дои : 10.1017/S0007114509992716 . ISSN  1475-2662. ПМИД  19941679.
  13. ^ abc Mondal, Дибьенду; Натарадж, Санна Котраппанавар; Редди, Аламару Венката Рами; Гара, Кришна К.; Маити, Пратюш; Упадхьяй, Сумеш К.; Гош, Пушпито К. (2015). «Четырехкратная концентрация сахарозы в соке сахарного тростника посредством энергоэффективного прямого осмоса с использованием морской выпи в качестве раствора для разведения». РСК Прогресс . 5 (23): 17872–17878. Бибкод : 2015RSCAd...517872M. дои : 10.1039/C5RA00617A. ISSN  2046-2069.
  14. ^ ab Ahmad, Nadeem; Baddour, Raouf E. (2014). «Обзор источников, эффектов, методов утилизации и правил попадания рассола в морскую среду». Ocean & Coastal Management . 87 : 1–7. Bibcode : 2014OCM....87....1A. doi : 10.1016/j.ocecoaman.2013.10.020. ISSN  0964-5691.
  15. ^ Товар, Луис Рауль; Гутьеррес, Ма. Эухения; Круз, Гильермо (октябрь 2002 г.). «Содержание фторида методом ионной хроматографии с использованием детектора подавленной проводимости и осмоляльность выпи, сбрасываемой в Тихий океан из соляных копей: возможные причинные факторы смертности зеленых черепах (Chelonia mydas) в лагуне Охо-де-Льебре, Южная Нижняя Калифорния, Мексика». Аналитические науки . 18 (9): 1003–7. doi :10.2116/analsci.18.1003. PMID  12243394. Получено 10 апреля 2022 г.
  16. ^ Эйнав, Рэйчел; Харусси, Коби; Перри, Дэн (2003). «Влияние процессов опреснения на окружающую среду». Опреснение . 152 (1): 141–154. doi :10.1016/S0011-9164(02)01057-3. ISSN  0011-9164.
  17. ^ Товар, Луис Рауль; Гутьеррес, Ма Эухения; Круз, Гильермо (3 апреля 2002 г.). «Содержание фторида методом ионной хроматографии с использованием детектора подавленной проводимости и осмоляльность выпи, сбрасываемой в Тихий океан из соляных копей: возможные причинные факторы смертности зеленых черепах (Chelonia mydas) в лагуне Охо-де-Льебре, Южная Нижняя Калифорния, Мексика». Аналитические науки . 18 (9): 1003–1007. doi :10.2116/analsci.18.1003. PMID  12243394 – через J-Stage.
  18. ^ "Yannarie Solar Salt East Coast of Exmouth Gulf" (PDF) . Управление по охране окружающей среды. Июль 2008 г. Получено 21 декабря 2019 г.