Frakcjonowanie metali ciężkich w osadach dennych i ściekowych z użyciem ekstrakcji sekwencyjnej

• Autorzy: Dąbrowska L.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2015.9(2)068

Warianty tytułu

EN

Fractionation of heavy metals in bottom sediments and sewage sludges using sequential extraction

• Konferencja: ECOpole’15 Conference (14-16.10.2015, Jarnoltowek, Poland)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przeprowadzono porównawcze badania frakcjonowania metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr), wykorzystując ekstrakcję sekwencyjną stosowaną przez Tessiera oraz procedurę BCR. Materiałem badawczym były: osad ściekowy pochodzący z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków komunalnych w Częstochowie oraz osad denny pobrany ze zbiornika zaporowego Poraj. Porównując wyniki, stwierdzono różny udział określonych form chemicznych metali ciężkich w całkowitej ich zawartości w badanych próbkach w zależności od zastosowanej procedury ekstrakcji. W osadzie ściekowym i osadzie dennym zawartość kadmu oznaczona we frakcjach wymienno-węglanowej, organiczno-siarczkowej oraz pozostałości (związków praktycznie nierozpuszczalnych) po ekstrakcji metodą Tessiera nie pokryła się z wartościami uzyskanymi po ekstrakcji metodą BCR. Dotyczyło to także zawartości cynku i ołowiu we frakcji tlenków żelaza i manganu. Przyczynami rozbieżności uzyskanych wyników mogły być zarówno użyte ekstrahenty, jak i warunki prowadzenia ekstrakcji (różne reagenty, temperatura i czas). Potwierdza to, jak ważny jest dobór odpowiedniej metody ekstrakcji w zależności od celu prowadzonej analizy specjacyjnej i analizowanych form chemicznych metali ciężkich.

EN

Comparison of heavy metal (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr) fractionation methods was done. Two different sequential extraction methods were investigated: Tessier, and BCR method. For the experiment following materials were used: sewage sludge were collected from mechanical-biological municipal wastewater treatment plant located in Czestochowa, and bottom sediment from the Poraj Reservoir. After results comparison, it was stated that content of particular chemical forms of heavy metals in total amount in sewage sludge and bottom sediment vary depending on used extraction method. Also in sewage sludge and bottom sediment cadmium concentrations measured in exchangeable-carbonate, in organic-sulfide, and in residual (insoluble compounds) fractions after extraction according to Tessier method, did not equal to values obtained after use of BCR extraction method. This also applied to zinc and lead concentrations in iron and manganese oxides fraction. The discrepancy between the results could be explained with both: used extractants, and extraction conditions (different reagents, temperature, and time). The results point out how important is the choice of a proper extraction method depending on the aim of speciation analysis but also depending on the analyzed chemical forms of heavy metals.

Słowa kluczowe

PL

metale ciężkie; procedury ekstrakcji sekwencyjnej; osad denny; osad ściekowy

EN

heavy metals; sequential extraction procedure; bottom sediment; sewage sludge

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 9, No. 2
• Strony: 581--587
• Opis fizyczny: Bibliogr. 13 poz., tab.

Twórcy

autor

Dąbrowska L.

• Wydział Inżynierii Środowiska i Biotechnologii, Politechnika Częstochowska, ul. J.H. Dąbrowskiego 69, 42-200 Częstochowa, tel. [phone]

Bibliografia

• [1] Rao CRM, Sahuquillo A, Lopez Sanchez JF. A review of the different methods applied in environmental geochemistry for single and sequential extraction of trace elements in soils and related materials. Water Air Soil Pollut. 2008;189:291-333. DOI: 10.1007/s11270-007-9564-0.
• [2] Świetlik R, Trojanowska M. Efektywność i selektywność odczynników wykorzystywanych do chemicznego frakcjonowania metali ciężkich w stałych próbkach środowiskowych. Monitoring Środ Przyr. 2009;10:35-44. www.monitoringsrodowiskaprzyrodniczego.pl/ numery/numer-10-2009/.
• [3] Tessier A, Campbell PG, Bisson M. Sequential extraction procedure for the speciation of particulate trace metals. Anal Chem. 1979;51:844-851. DOI: 10.1021/ac50043a017.
• [4] Sutherland RA, Tack FMG. Fractionation of Cu, Pb and Zn in certified reference soil SRM 2710 and SRM 2711 using the optimized BCR sequential extraction procedure. Adv Environ Res. 2003;8:37-50. DOI: 10.1016/S1093-0191(02)00144-2.
• [5] Rauret G, Lopez-Sanchez JF, Sahuquillo A, Barahona E, Lachica M, Ure AM, et al. Application of a modified BCR sequential extracion (three-step) procedure for the determination of extractable trace metal contents in a sewage sludge amended soil reference material (CRM 483), complemented by a three-year stability study of acetic acid and EDTA extractable metal content. J Environ Monit. 2000;2:228-233. DOI:10.1039/b0011496f.
• [6] Gleyzes C, Tellier S, Astruc M. Fractionation studies of trace elements in contaminated soils and sediments: a review of sequential extraction procedures. TrAC-Trend Anal Chem. 2002;21:451-467. DOI: 10.1016/s0165-9936(02)00603-9.
• [7] van Hullebusch ED., Utomo S., Zandvoort MH, Lens PNL. Comparison of three sequential extraction procedures to describe metal fractionation in anaerobic granular sludges. Talanta. 2005;65:549-558. DOI: 10.1016/j.talanta.2004.07.024.
• [8] Babel S, del Mundo Dacera D. Heavy metal removal from contaminated sludge for land application: A review. Waste Manage. 2006;26:988-1004. DOI: 10.1016/j.wasman.2005.09.017.
• [9] Szumska M, Gworek B. Metody oznaczania frakcji metali ciężkich w osadach ściekowych. Ochr Środow Zasobów Natur. 2009;41:42-63. www.ios.edu.pl/pol/pliki/nr41/nr41_4.pdf.
• [10] Hulanicki A. Współczesna chemia analityczna. Wybrane zagadnienia, Warszawa: Wyd Nauk PWN; 2001.
• [11] Nemati K, Abu Bakar NK, Abas MR, Sobhanzadeh E, Low KH. Comparison of unmodified BCR sequential extraction schemes for the fractionation of heavy metals in shrimp aquaculture sludge from Selangor, Malaysia. Environ Monit Assess. 2011;176:313-320. DOI: 10.1007/s10661-010-1584-3.
• [12] Walter I, Martinez F, Cala V. Heavy metal speciation and phytotoxic effects of three representative sewage sludges for agricultural uses. Environ Pollut. 2006;139:507-514. DOI: 10.1016/j.envpol.2005.05.020.
• [13] Chen M, Li X, Yang Q, Zeng G, Zhang Y, Liao D, et al. Total concentrations and speciation of heavy metals in municipal sludge from Changsha, Zhuzhou and Xiangtan in middle-south region of China. J Hazard Mater. 2008;160:324-329. DOI: 10.1016/j.jhazmat.2008.03.036.

Uwagi

PL

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę.