The effectiveness adsorption of carcinogenic PAHs on mineral and on organic sorbents

• Autorzy: Smol M. , Włodarczyk-Makuła M. , Włóka D.

Warianty tytułu

PL

Efektywność adsorpcji rakotwórczych WWA na sorbentach mineralnych i organicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This páper presents the results of the effectiveness of PAHs removal from a model aqueous solution, during the sorption on the selected sorbents. Six carcinogenic PAHs listed by EPA for the analysis in the environmental samples were determined (benzo(b) fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h)anthracene, indeno(l,2,3,c,d)pyrene and benzo(g,h,i)perylene). In this study, model aqueous solution was prepared with RESTEK 610 mix PAHs standard (distilled water with standard of PAHs). Three types of sorbents: quartz sand, mineral sorbent and activated carbón, was used. The decrease in the concentration of all hydrocarbons was observed after sorption processes. The removal percentage was dependent on the type of sorbent. The highest efficiency (96.9%) was observed for activated carbón. The results shows that the sorption processes can be used in aqueous Solutions treatment procedures.

PL

Celem badań było określenie efektywności usuwania wielopierścieniowych węglowodorów aromatycznych (WWA) w procesie adsorpcji. Oznaczono sześć kancerogennych związków spośród szesnastu wskazanych przez EPA do analizy w próbkach środowiskowych. Do badań sporządzono modelowy roztwór wodny z dodatkiem wzorca WWA - Restek 610 Calibration Mix. W takcie eksperymentu wykorzystano trzy rodzaje adsorbentów: piasek kwarcowy, sorbent mineralny oraz węgiel aktywny. W czasie procesu adsorpcji odnotowano obniżenie stężenia poszczególnych węglowodorów. Skuteczność usuwania WWA zależała od rodzaju zastosowanego sorbentu. Największą efektywność, wynoszącą 96,9%, uzyskano dla węgla aktywnego. Otrzymane wyniki wskazują, iż proces sorpcji może być stosowany w celu usunięcia węglowodorów aromatycznych z roztworów wodnych.

Słowa kluczowe

EN

carcinogenic PAHs; adsorption; quartz sand; mineral sorbent; activated carbon

PL

kancerogenne WWA; adsorpcja; piasek kwarcowy; sorbent mineralny; węgiel aktywny

• Wydawca: Wydawnictwo WSZOP
• Czasopismo: Zeszyty Naukowe Wyższej Szkoły Zarządzania Ochroną Pracy w Katowicach
• Rocznik: 2014
• Tom: Nr 1(10)
• Strony: 5--16
• Opis fizyczny: Bibliogr. 39 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Smol M.

• Politechnika Częstochowska Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii ul. Dąbrowskiego 69, 42-201 Częstochowa

autor

Włodarczyk-Makuła M.

• Politechnika Częstochowska Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii ul. Dąbrowskiego 69, 42-201 Częstochowa

autor

Włóka D.

• Politechnika Częstochowska Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii ul. Dąbrowskiego 69, 42-201 Częstochowa

Bibliografia

• [1] Jones K.C., De Voogt P.: Persistent organie pollutants (POPs): state of the science. Environmental Pollution, 1999,100(1), 209-221.
• [2] Choma J., M. Jaroniec, W Burakiewicz-Mortka, Gwizdalski M., Adsorption of Organie Compounds from Aqueous Solutions on Activated Carbon, Environmental Pollution Control, 1995,1(56) 11-17.
• [3] Gajewska M., Kopeć L., Obarska-Pempkowiak H., Operation of Small Wastewater Treatmentfacilities in a ScatteredSettlement. Rocznik Ochrona Środowiska (Annual Set the Environment Protection), 2011,13(1), 207-225.
• [4] Palm L., Carboo D., Yeboah P. O., Quasie W. J., Gorleku M. A., Darko, A. Characteriyation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) Present in Smoked Fish from Ghana. Advancejournal of Food Science & Technology, 2011, 3(5), 332-338.
• [5] Bostrom C.E., Gerde P., Hanberg A.,Jernstrom B.,Johansson C., Kyrklund T., Rannug A., Tornqvist M., Victorin K., Westerholm R., Cancer risk assessment, indicators, and guidelines for polycyclic aromatic hydrocarbons in the ambient air. Environmental Health Perspectives, 2002,110(3), 451-488.
• [6] Ramesh, A., Walker, S.A., Hood, D.B., Guillen, M.D., Schneider, K., Weyand, E.H., Pioavailability and risk assessment of orally ingestedpolycyclic aromatic hydrocarbons. Internationaljournal of Toxicology, 2004,23,301-333.
• [7] Edwards N.T., Polycyclic hydrocarbons in the terrestrial environment (review), J. Environ. Quality, 1983,12,427-441
• [8] Li Z., Characteriyation of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAH) in airborneparticles and assessment of human exposure to PAHs. ProQuest 2009.
• [9] Włodarczyk-Makuła M., Behaviour of PAHs during sewage sludge fermentation in the presence of sulphate and nitrate. Desalination and Water Treatment, 2011,33(1-3)178- 184.
• [10] Kowal A.L., Swiderska - Bróż M., Water treatment. Theoretical hackground and technological processes and devices, Polish Scientific Publishers, Warszawa 2007. (in polish).
• [11] Nowacka A., Włodarczyk-Makuła M., Monitoring of Polycyclic Aromatic Hjdrocarbons in WaterduringPreparation Processes. Polycyclic Aromatic Compounds, 2013, 33(5), 430-450.
• [12] Oleszczuk P., Organie Pollutats in sewage sludge-amendedsoilpartll. 'Pate of contaminants soils, Ecological Chemistry and Engineering, 2007,14(S2), 185-198.
• [13] Wolska L., Determination (monitoring) of PAHs in surface waters: whj an operationally definedprocedurę is needed, Analytical and Bioanalytical Chemistry, 2008, 39, 2647-2652.
• [14] Xu Z.R., Zhu W., Li M., Zhang H.W., GongM., Quantitative analysis of polycyclic aromatic hydrocarhons in solid residuesfrom supercritical watergasification of wetsewage sludge. Applied Energy, 2013,102,476-483.
• [15] Hall S., Tang R., BaeyensJ., Dewil R.„ Bemovingpolycyclic aromatic hydrocarhonsfrom water by adsorption on silicagel, Polycyclic Aromatic Compounds, 2009, 29(3), 160-183.
• [16] PranagalJ., Oleszczuk P., The polycyclic aromatic hydrocarbons content in selected silty soils. Archiwum Ochrony Środowiska, 2006,32,69-80.
• [17] Włóka D., Kacprzak M., Rosikoń K., Fijałkowski K., Study of the migration of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH's) in the sewage sludge-soil system, Environment Protection Engineering, 2013,39(2), 113-122.
• [18] Weissenfels W, KlewerH.J., Langhoff)., Adsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by soll particles: influence on biodegradability and biotoxicity, Applied Microbiology and Biotechnology, 1992,36(5), 689-696.
• [19] TraczewskaT.M., 'Biotoxicity of products of transformation of anthracene andphenanthrene in water as well as theirpossible removal, Wrocław University of Technology Publisher 2003 (inpolish).
• [20] Valderrama C., Gamisans X., Cortina J.L., Farrran A., De Las Heras F.X., Pvaluation of polyaromatic hydrocarbon removalfrom aqueous Solutions using activated carbón and hyper-crosslinkedpolymer (Macronet MN200),Journal of Chemical Technology and Biotechnology, 2009,84,236-245.
• [21] Caban-Pabian B., Studies on selfpurification of mining waters contaminated withpolycyclic aromatic hydrocarbons, Archives of Environmental Protection, 2008,28,57-66.
• [22] Kaleta J., Bemoval of chosen organiepollutions from aqueous Solutions in sorption process, Scientific Papers of Rzeszów University of Technology Civil and Environmental Engineering, 2007,43 (241) 17-30 (in polish).
• [23] Włodarczyk-Makuła M., Wybrane mikrozaniecgyszczenia organiczne w wodach i glebach. Komitet Inżynierii Środowiska PAN. Monographs.104. Częstochowa 2013 (in polish).
• [24] Dąbek L., Ozimina E., Oxidation of organie contaminants adsorbed on activated carbons, Environmental Protection and Natural Resources, 2009,41,427-436.
• [25] Ksycińska-Rębiś E., LachJ., Okoniewska E., The influence of carbón modification on the mechanism of phenol adsorption, Scientifical-Technical Conference: Activated carbón in environmental protection and industry, Częstochowa, 2006, 160-168 (in polish).
• [26] Chang C. F., Chang C.Y., Höll W, Ulmer M., Chen Y.H., Groß H.J., Adsorption kinetics of polyethylene glycol from aqueous solution onto activated carbón. Water Research, 2004,38(10), 2559-2570.
• [27] Müller S., Totsche T., Kögel-Knabner I, Sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons to mineral surfaces, Europeanjournal of Soil Science, 207,58(4), 918-931.
• [28] Su Y.H., Zhu Y.G., Sheng G., Chiou C.T., Tinear adsorption of nonionic organie compounds from water onto hydrophilic minerals: silica and alumina. Environmental science & technology, 2006,40(22), 6949-6954.
• [29] Li Y., Chen B., Zhu L, Enhanced sorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous solution by modifiedpine bark, Bioresource technology, 2010,101(19), 7307-7313.
• [30] Pérez-Gregorio M.R., García-Falcón M. S., Martinez-Carballo E., Simal-Gándara J., Temoval of polycyclic aromatic hydrocarbonsfrom organie solvents by ashes wastes. Journal of hazardous materials, 2010,178(1), 273-281.
• [31] Ali I., Gupta V.K., Advances in water treatment by adsorption technology, Nature Protocols, 2007,1(6), 2661-2667.
• [32] Smol M., Włodarczyk-Makuła M., Effectiveness in the removal of Polycyclic Aromatic Hydrocarbons from industrial wastewater by ultmfiltration technique, Archives of Environmental Protection, 2012,38(4), 49-58.
• [33] Zeledón-Toruho Z. C., Lao-Luque C., De las Heras F. X. C., Sole-Sardans M., Temoval of PAHsfrom water using an immature coal (leonardite). Chemosphere, 2007, 67(3), 505-512.
• [34] Vidal C. B., Barros A. L., Moura C. P., De Lima A. C., Dias F. S., Vasconcellos L. C., Nascimento R. FAdsorption of polycyclic aromatic hydrocarbons from aqueous Solutions by modifiedperiodicmesoporous organosilica. Journal of colloid and interface science, 2011, 357(2), 466-473.
• [35] Repelewicz M. Jedynak K., Choma J., Struktura porowata i chemia powierzchni węgli aktywnych modyfikowanych kwasami nieorganicznymi. Environmental Pollution Control, 2009,3(31), 45-50 (in polish).
• [36] Brandli R.C., Hartnik T., Henriksen T., Cornelissen G., Sorption of native polyaromatic hydrocarbons (PAH) to black carbón and amended activated carbón in soil. Chemosphere, 2008,73(11), 1805-1810.
• [37] Koziorowski B., Treatment of IndustrialWastewaters, Scientific -Technical Publisher, Warszawa 1980 (in polish).
• [38] Chen H. ZhaoJ., Dai G., Silkworm exuviae-A newnon-conventionalandlow-costadsorbent for removal of methylene blue from aqueous Solutions, Journal of Hazardous Materials, 2011,186(2), 1320-1327.
• [39] Kun Y., Zhu L., Xing B., Sorption of phenanthrene by nanosized alumina coated with sequentially extracted humic acids, Environmental Science and Pollution Research, 2010,17(2), 410-419.