горький (соль)
Выпь (мн. выпь), или нигари , представляет собой соляной раствор , образующийся при галита (поваренной соли) осаждении из морской воды или рассолов . Выпь содержит ионы магния , кальция и калия, а также ионы хлорида , сульфата , йодида и других. [ 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 хранилища отходов для рассолов, образующихся в опреснения . процессах [ 3 ]
Выпь – источник многих полезных солей. [ 3 ] [ 4 ] Используется как природный источник магния. 2+ , и его можно использовать в качестве коагулянта как при производстве тофу [ 5 ] и при очистке промышленных сточных вод . [ 6 ] [ 7 ] [ 8 ] [ 9 ]
История
[ редактировать ]Выпь добывают уже давно, по меньшей мере, несколько столетий. Голландский химик Петрус Якобус Кипп (1808–1864) экспериментировал с насыщенными растворами выпи. Термин для решения является модификацией слова «горький». [ 2 ]
Использование
[ редактировать ]Получение соли
[ редактировать ]Выпь является источником многих солей, в том числе сульфата магния (английской соли). Существует несколько методов удаления этих солей из выпи, и какой в конечном итоге используемый метод зависит от целевого продукта. Продукты, которые естественным образом выпадают в осадок из выпи, кристаллизуются по мере испарения . Продукты, которые не выпадают в осадок из выпи, могут осаждаться в результате добавления другого соединения или в результате ионного обмена . [ 3 ]
сульфата калия и магния Двойная соль , хорошее удобрение , представляет собой соль, выпадающую в осадок из горечи при добавлении метанола . [ 3 ] Также используется этанол , но он предпочитает осаждение сульфатом калия . [ 3 ]
Кроме того, раствор можно использовать при производстве калийных и калийных солей. [ 10 ] Винная кислота является одним из соединений, которое может способствовать осаждению этих солей. [ 10 ]
Гидроксид магния (Mg(OH) 2 ) можно получить из выпи. [ 4 ] Добавление щелочного раствора, такого как гидроксид натрия (NaOH) или известь, приведет к выпадению в осадок гидроксида магния, хотя известь не так эффективна. Медленное добавление щелочного раствора приводит к осаждению более крупных частиц, которые легче удалить из раствора. [ 4 ]
Коагуляция
[ редактировать ]Тофу
[ редактировать ]Нигари производят 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 солей природного происхождения.
Нигари был первым коагулянтом, использованным для приготовления тофу в Японии. [ 5 ] Его до сих пор используют, потому что тофу, приготовленный с использованием выпи, сохраняет первоначальный вкус соевых бобов , из которых он был приготовлен. Выпь вызывает быструю коагуляцию, что влияет на качество тофу. Альтернативно сульфат кальция , хлорид кальция или другие вещества. также используются [ 5 ]
Очистка сточных вод
[ редактировать ]Выпь можно использовать вместо коагулянтов на основе алюминия при очистке сточных вод, образующихся в процессе крашения тканей . [ 6 ] рН сточных вод основной , что благоприятно для использования выпи. После добавления выпи осажденный гидроксид магния действует как коагулянт, собирая красители , твердые вещества, органические вещества и тяжелые металлы из сточных вод перед осаждением из раствора. [ 6 ] Осадок , образующийся при такой очистке сточных вод, также легче утилизировать, чем осадок, образующийся при использовании коагулянтов на основе алюминия, поскольку существует меньше ограничений на утилизацию магния, и осадок можно переработать в качестве удобрения. [ 6 ]
Выпь также может использоваться как источник ионов магния (Mg 2+ ) для осаждения струвита , полезного удобрения, из сточных вод, содержащих азот и фосфор . [ 7 ] [ 8 ] Одним из источников полезных сточных вод является свалок фильтрат . [ 9 ] Выпь так же хорошо, как и другие источники ионов магния, удаляет фосфор из потоков сточных вод, но отстает от других источников ионов магния с точки зрения удаления аммиака (соединения азота). [ 8 ]
Другое использование
[ редактировать ]Выпь можно использовать для культивирования Haloquadratum Archaea . Haloquadratum имеют отчетливо квадратную форму и широко распространены в гиперсоленой среде, например, в соляных прудах. Их культивирование необходимо для понимания как их экологической функции в этих средах, так и их уникальной морфологии . [ 11 ] Присутствие Haloquadratum в среде, считавшейся негостеприимной для большей части жизни, побудило к более тщательному изучению этих архей.
Было проведено исследование по изучению использования выпи в качестве натуральной добавки магния, используемой для уменьшения всплесков холестерина после еды (постпрандиальная гиперлипидемия ). [ 12 ]
Из-за высокой солености выпь также может использоваться в качестве разбавляющего раствора для осмотического процесса, при котором сахароза концентрируется в сахарного тростника . соке [ 13 ] Поскольку используется прямой осмос , этот процесс относительно энергоэффективен. Соль Эпсома также можно взять из раствора для выпивания 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 сока сахарного тростника или выпи. [ 13 ]
Воздействие на окружающую среду
[ редактировать ]В некоторых юрисдикциях большинство выпь используются для другого производства, а не выбрасываются напрямую. [ 14 ] В других юрисдикциях каждая тонна произведенной соли может привести к образованию более 3 тонн отходов. [ 15 ]
Хотя выпь обычно содержит те же соединения, что и морская вода, она гораздо более концентрирована, чем морская вода. Если выпь попадает непосредственно в морскую воду, последующее увеличение солености может нанести вред морской жизни вокруг места выброса. [ 14 ] Даже небольшое увеличение солености может нарушить осмотический баланс может привести к гибели организма . морских видов, что в некоторых случаях [ 16 ]
туши зеленой морской черепахи Chelonia mydas были найдены В декабре 1997 года в лагуне Охо-де-Льебре (OLL) в Мексике 94 . Ион фтора F − содержание в выпи было в 60,5 раза больше, чем в морской воде. Осмоляльность выпи составляла 11 000 мосм/кг воды, тогда как осмоляльность плазмы черепахи составляла около 400 мосм/кг воды. Исследователи пришли к выводу, что следует избегать сброса выпи в океан. [ 17 ]
Отсутствие адекватных методов утилизации выпь и обеспокоенность местных ассоциаций коммерческого и любительского рыболовства по поводу пагубного воздействия выпи на местные районы разведения рыбы и креветок побудили Агентство по охране окружающей среды Западной Австралии в 2008 году рекомендовать не предлагать 4,2 миллиона тонн в год проекта Straits Salt в Район Пилбара, штат Вашингтон. Агентство по охране окружающей среды пришло к выводу, что:
...предлагаемая солнечная соляная ферма расположена в районе, который представляет неприемлемо высокий риск экологического ущерба ценностям водно-болотных угодий и неприемлемый уровень неопределенности в отношении долгосрочного управления выпью. [...] Высокий уровень неопределенности в отношении способности инициатора управлять текущим производством более 1 миллиона кубических метров в год выпи C, который токсичен для морской биоты и, следовательно, может привести к деградации водно-болотных угодий и ценностей биоразнообразия, должен сброс происходит либо случайно, либо необходим для поддержания производства соляной фермы в долгосрочной перспективе. [ 18 ]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Орен, Аарон (01 января 2019 г.), Зекбах, Джозеф; Рампелотто, Пабуло (ред.), «Глава 3 - Солнечные соляные печи как модельные системы для изучения галофильных микроорганизмов в их естественной среде» , «Модельные экосистемы в экстремальных условиях », «Астробиология, изучающая жизнь на Земле и за ее пределами», Academic Press, стр. 41– 56, дои : 10.1016/b978-0-12-812742-1.00003-9 , ISBN 9780128127421 , S2CID 198855581 , получено 23 сентября 2019 г.
- ^ Jump up to: а б «Выпь – Химия» . Британская энциклопедия . Проверено 4 ноября 2015 г.
- ^ Jump up to: а б с д и ж Лосано, Хосе А. Фернандес (1976). «Извлечение двойной соли сульфата калия и магния из выпи морской воды». Проектирование и разработка процессов промышленной и инженерной химии . 15 (3): 445–449. дои : 10.1021/i260059a018 . ISSN 0196-4305 .
- ^ Jump up to: а б с Аламдари, А.; Рахимпур, MR; Эсфандиари, Н.; Нурафкан, Э. (2008). «Кинетика осаждения гидроксида магния из морской выпи». Химическая инженерия и переработка: интенсификация процессов . 47 (2): 215–221. дои : 10.1016/j.cep.2007.02.012 . ISSN 0255-2701 .
- ^ Jump up to: а б с Ли, Цзиньлун; Ченг, Юнцян; Тацуми, Эйзо; Сайто, Масаеши; Инь, Лицзюнь (2014). «Использование коагулянтов с контролируемым высвобождением вода/масло/вода для улучшения качества тофу, затвердевшего в выпи». Пищевые гидроколлоиды . 35 : 627–635. doi : 10.1016/j.foodhyd.2013.08.002 . ISSN 0268-005X .
- ^ Jump up to: а б с д Альбукерке, LF; Салгейро, А.А.; Мело, Дж. Л. де С.; Кьявоне-Фильо, О. (2013). «Коагуляция синего индиго, присутствующего в красильных сточных водах, с использованием остаточной выпи» . Технология разделения и очистки . 104 : 246–249. дои : 10.1016/j.seppur.2012.12.005 . ISSN 1383-5866 .
- ^ Jump up to: а б Кумар, Рамеш; Пал, Паримал (2015). «Оценка возможности восстановления N и P путем осаждения струвитов из сточных вод, богатых питательными веществами: обзор». Наука об окружающей среде и исследования загрязнения . 22 (22): 17453–17464. дои : 10.1007/s11356-015-5450-2 . ISSN 1614-7499 . ПМИД 26408116 . S2CID 6705389 .
- ^ Jump up to: а б с Ли, С.И.; Веон, С.Ю.; Ли, CW; Купман, Б. (2003). «Очистка сточных вод от азота и фосфатов добавлением выпи». Хемосфера . 51 (4): 265–271. Бибкод : 2003Chmsp..51..265L . дои : 10.1016/S0045-6535(02)00807-X . ISSN 0045-6535 . ПМИД 12604078 .
- ^ Jump up to: а б Ли, XZ; Чжао, Квинсленд (2002). «Осадки MAP из фильтрата свалок и отходов выпи морской воды». Экологические технологии . 23 (9): 989–1000. дои : 10.1080/09593332308618348 . hdl : 10397/2444 . ISSN 0959-3330 . ПМИД 12361384 . S2CID 24126386 .
- ^ Jump up to: а б 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 .
- ^ Болхуис, Хенк; Поэле, Эвелен М. те; Родригес-Валера, Франциско (2004). «Изоляция и культивирование квадратного архея Уолсби». Экологическая микробиология . 6 (12): 1287–1291. дои : 10.1111/j.1462-2920.2004.00692.x . ISSN 1462-2920 . ПМИД 15560825 .
- ^ Кишимото, Ёшими; Кто, Марк; Уто-Кондо, Харуми; Сайта, Эмили; 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 .
- ^ Jump up to: а б с Мондал, Дибьенду; Натарадж, Санна Котрапанавар; 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 .
- ^ Jump up to: а б Ахмад, Надим; Баддур, Рауф Э. (2014). «Обзор источников, последствий, методов утилизации и правил попадания рассола в морскую среду». Управление океаном и прибрежной зоной . 87 : 1–7. Бибкод : 2014OCM....87....1A . дои : 10.1016/j.ocecoaman.2013.10.020 . ISSN 0964-5691 .
- ^ Товар, Луис Рауль; Гутьеррес, Ма. Евгения; Круз, Гильермо (октябрь 2002 г.). «Содержание фтора методом ионной хроматографии с использованием детектора подавленной проводимости и осмоляльность выпи, сбрасываемой в Тихий океан из соляных заводов: возможные причинные факторы смертности зеленых черепах (Chelonia mydas) в лагуне Охо-де-Либре, Южная Нижняя Калифорния, Мексика» . Аналитические науки . 18 (9): 1003–7. дои : 10.2116/analsci.18.1003 . ПМИД 12243394 . Проверено 10 апреля 2022 г.
- ^ Эйнав, Рэйчел; Харусси, Коби; Перри, Дэн (2003). «Влияние процессов опреснения на окружающую среду». Опреснение . 152 (1): 141–154. дои : 10.1016/S0011-9164(02)01057-3 . ISSN 0011-9164 .
- ^ Товар, Луис Рауль; Гутьеррес, Ма Евгения; Круз, Гильермо (3 апреля 2002 г.). «Содержание фтора методом ионной хроматографии с использованием детектора подавленной проводимости и осмоляльность выпи, сбрасываемой в Тихий океан из соляных заводов: возможные причинные факторы смертности зеленых черепах (Chelonia mydas) в лагуне Охо-де-Либре, Южная Нижняя Калифорния, Мексика» . Аналитические науки . 18 (9): 1003–1007. дои : 10.2116/analsci.18.1003 . PMID 12243394 – через J-Stage.
- ^ «Солнечная соль Яннари на восточном побережье залива Эксмут» (PDF) . Управление по охране окружающей среды. Июль 2008 года . Проверено 21 декабря 2019 г.