Sorption of Cd2+ ions from aqueous solutions on organic wastes

• Autorzy: Bożęcka A. , Sanak-Rydlewska S.

Identyfikatory

DOI

10.1515/amsc-2015-0044

Warianty tytułu

PL

Sorpcja jonów Cd2+ z roztworów wodnych na odpadach organicznych

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of research on the Cd2+ ions sorption from model aqueous solutions on sunflower hulls, walnut shells and plum stones. The effect of various factors, such as mass of the natural sorbent, the pH, the time and the temperature was studied. The process of Cd2+ ions sorption on studied sorbents was described by the Langmuir model. The best sorption capacity has been achieved for sunflower hulls. The maximum sorption capacity for this material was 19.93 mg/g.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, które dotyczyły usuwania jonów Cd2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą odpadów organicznych, takich jak: łuski słonecznika, łupiny orzecha włoskiego i pestki śliwek. Wykazano, iż badane materiały mogą być skutecznie wykorzystywane do usuwania jonów Cd2+ z modelowych roztworów wodnych w układach jednoskładnikowych. Dla badanego zakresu stężeń i przyjętych warunków procesu sorpcji w układach jednoskładnikowych, największą wydajność sorpcji jonów Cd2+, osiągnięto dla łuszczyn słonecznika. Wyniosła ona 81,75-93,02%. Dla pozostałych materiałów sorpcja jest nieco niższa, ale również zadowalająca. W pracy podano interpretację otrzymanych wyników w oparciu o jeden z najpopularniejszych modeli izoterm adsorpcji − Langmuira, który potwierdził, iż najlepszym sorbentem jonów Cd2+, spośród badanych, są łuszczyny słonecznika. Materiał ten cechuje się największą wartością parametrów qmax i b izotermy Langmuira. W tym przypadku stała qmax, wyrażająca pojemność monowarstwy, przyjęła wartość 19,93 mg/g, a parametr b, określający powinowactwo do usuwanych jonów wynosi 0,2264 dm3/mg (Rys. 5, Tab. 1). Udowodniono również, że proces sorpcji jonów Cd2+ na badanych sorbentach organicznych zależy od masy sorbentu. Dla wszystkich materiałów stopień usunięcia jonów Cd2+ z roztworów wodnych rośnie ze wzrostem masy sorbentu, aż do uzyskania maksimum przy naważce 0,5 g (Rys. 1). Otrzymane wyniki potwierdzają ścisłą zależność między wartością pH oczyszczanych roztworów, a skutecznością usuwania jonów Cd2+ na badanych sorbentach. We wszystkich przypadkach maksimum sorpcji osiągnięto przy pH równym 4,0. Wydajność procesu sorpcji w roztworach o pH poniżej i powyżej 4,0 jest niższa (Rys. 2). Badania kinetyki sorpcji wskazują, iż równowaga badanych procesów ustala się po 60 minutach (Rys. 3). Wykazano również, że dla wszystkich badanych materiałów, wraz ze wzrostem temperatury w zakresie od 293 K do 313 K następuje obniżenie ich zdolności sorpcyjnych (Rys. 4).

Słowa kluczowe

EN

sorption; cadmium ions; organic wastes

PL

sorpcja; jony kadmu; odpady organiczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2015
• Tom: Vol. 60, no. 3
• Strony: 677--686
• Opis fizyczny: Bibliogr. 19 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bożęcka A.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

autor

Sanak-Rydlewska S.

• AGH University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland

Bibliografia

• [1] Bansal R.Ch., Goyal M., 2009. Activated Carbon Adsorption. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• [2] Czeczot H., Skrzycki M., 2010. Kadm – pierwiastek całkowicie zbędny dla organizmu. Postepy Higieny i Medycyny Doświadczalnej, 64, 38-49.
• [3] Davis T.A., Volesky B., Mucci A., 2003. A review of the biochemistry of heavy metal biosorption by brown algae. WaterResearch, 37, 4311-4330.
• [4] Dojlido J., 1995. Chemia wód powierzchniowych. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Bydgoszcz.
• [5] Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2010. Sorpcja jonów Pb2+ z roztworów wodnych na łupinach orzecha włoskiego. Przemysł Chemiczny, 89/9, 1225-1229.
• [6] Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2011a. A comparison of Pb2+ sorption from aqueous solutions on walnut shells and plum stones. Polish Journal of Environmental Studies, 20/4, 877-883.
• [7] Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2011b. Removal of Pb2+ ions from aqueous solutions on plum stones crushed to particie size below 0,5 mm. Arch. Min. Sci., 56/1, 71-80.
• [8] Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2012. Wykorzystanie łupin orzecha włoskiego do usuwania jonów Cd2+ z roztworów wodnych. Przemysł Chemiczny, 91/4, 531-536.
• [9] Han R., Zhang J., Zou W., Shi J., Liu H., 2005. Equilibrium biosorption isotherm for lead ion on chaff. Journal of Hazardous Materials, 125, 266-271.
• [10] Ignatowicz K., 2008. Zastosowanie sorpcji na odpadowych materiałach naturalnych do ograniczania migracji pestycydów z mogilników. Przemysł Chemiczny, 87/5, 464-466.
• [11] Jaworska H., 2009. Profilowa dystrybucja oraz mobilność ołowiu i kadmu w glebie uprawnej o zróżnicowanym uziarnieniu. Ochrona Środowiska i Zasobów Naturalnych, 40, 65-69.
• [12] Kabata-Pendias A., Pendias H., 1999. Biochemia pierwiastków śladowych. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.
• [13] Krzywy I., Krzywy E., Pastuszak-Gabinowska M., Brodkiewicz A., 2010. Ołów – czy jest się czego obawiać? Annales Academiae Medicae Stetinensis, 56/2, 118-128.
• [14] Meena A.K., Kadirvelu K., Mishraa G.K., Rajagopal C., Nagar P.N., 2008. Adsorption of Pb(II) and Cd(II) metal ions from aqueous solutions by mustard husk. Journal of Hazardous Materials, 150, 619-625.
• [15] Ostrowska P., 2008. Kadm, występowanie, źródła zanieczyszczeń i metody recyklingu. Gospodarka Surowcami Mineralnymi, 24, 255-260.
• [16] Pigoń K., Ruziewicz Z., 1993. Chemia fizyczna. Tom 1. Państwowe Wydawnictwo Naukowe, Warszawa.
• [17] Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29.03. 2007 w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz. U. 07.61.417).
• [18] Seńczuk W., 2005. Toksykologia współczesna. Wydawnictwo Lekarskie PZWL.
• [19] Uluozlu O.D., Sari A., Tuzen M., Soylak M., 2008. Biosorption of Pb(II) and Cr(III) from aqueous solution by lichen (Parmelina tiliaceae) biomass. Bioresource Technology, 99, 2972-2980.