Adsorpcja jonów fluorkowych z roztworów wodnych na modyfikowanym chemicznie węglu aktywnym

• Autorzy: Gąsior D. , Tic W. J.

Warianty tytułu

EN

Fluoride adsorption from aqueous solution on chemically modified activated carbon

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W toku przeprowadzonych badań porównano właściwości adsorpcyjne dostępnego handlowo węgla aktywnego z węglem aktywnym poddanym modyfikacji chemicznej. Powierzchnia węgla aktywnego została zmodyfikowana tlenkiem manganu otrzymanym w wyniku reakcji redox. Odpowiednio dobrane parametry procesu modyfikacji skutkują zwiększeniem zdolności adsorpcyjnych względem jonów fluorkowych w porównaniu do potencjału adsorpcji charakteryzującego powierzchnię węgla niemodyfikowanego. Środowisko, w jakim zachodzi proces adsorpcji, pełni kluczową rolę w skuteczności adsorpcji fluorków na modyfikowanym węglu. Nowo powstałe materiały adsorpcyjne wykazywały wzrost zdolności adsorpcyjnych w porównaniu do węgla niemodyfikowanego w przypadku prowadzenia procesu adsorpcji w środowisku zasadowym.

EN

In this research the adsorptive properties of chemically modified activated carbons, which are commercially available, were compared. The surface of the activated carbons was modified by manganese oxide obtained as a result of redox reaction. Ability to fluoride adsorption increase in comparison to adsorption potential that characterize the unmodified carbon, as an reffect of the proper selection of modification process parameters. The environment, where the adsorption process takes place, contributes to fluoride adsorption effectiveness of activated carbons. Newly developed adsorption materials showed increased adsorption ability, in comparison to unmodified carbon, in alkaline environment, where the adsorption process was carried out.

Słowa kluczowe

PL

oczyszczanie wody; adsorpcja; jon fluorkowy; węgiel aktywny; modyfikacja powierzchniowa; chromatografia jonowa

EN

water purification; adsorption; fluoride ion; active carbon; surface modification; ion chromatography

• Wydawca: Wydawnictwo Instytut Śląski Sp. z o.o.
• Czasopismo: Prace Instytutu Ceramiki i Materiałów Budowlanych
• Rocznik: 2017
• Tom: R. 10, nr 28
• Strony: 17--28
• Opis fizyczny: Bibliogr. 27 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Gąsior D.

• Instytut Ceramiki i Materiałów Budowlanych, Warszawa, Oddział Inżynierii Procesowej Materiałów Budowlanych, Opole

autor

Tic W. J.

• Politechnika Opolska, Wydział Mechaniczny

Bibliografia

• [1] Lewandowska A., Falkowska L., Witkowska A., Bełdowska M., Fluoride in aerosols of the coastal zone, https://www.researchgate.net/publication/259117160_FLUORKI_W_AEROZOLACH_STREFY_BRZEGOWEJ_MORZA (25.03.2016).
• [2] Pandey J., Pandey U., Fluoride contamination and fluorosis in rural community in the vicinity of a phosphate fertilizer factory in India, „Bulletin of Environmental Contamination and Toxicology” 2011, Vol. 87, Issue 3, s. 245–249.
• [3] Chełmicki W., Woda. Zasoby, degradacja, ochrona, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2002.
• [4] Błaszczyk I., Ratajczak-Kubiak E., Birkner E., Korzystne i szkodliwe działanie fluoru, „Farmacja Polska” 2009, t. 65, nr 9, s. 623–626.
• [5] Majewska-Nowak K., Grzegorzek M., Skuteczność usuwania fluorków z roztworów wodnych metodami konwencjonalnymi i technikami membranowymi, „Ochrona Środowiska” 2016, R. 38, nr 1, s. 29–37.
• [6] Kundu N., Panigrahi M.K., Tripathy S., Munshi S., Powell M.A., Hart B.R., Geochemical appraisal of fluoride contamination of groundwater in the Nayagarh District of Orissa, India, „Environmental Geology” 2001, Vol. 41, s. 451–460.
• [7] Paoloni J.D., Fiorentino C.E., Sequeira M.E., Fluoride contamination of aquifers in the southeast subhumid Pampa, Argentina, „Environmental Toxicology” 2003, Vol. 18, No. 5, s. 317–320.
• [8] Chen J., Wu H., Qian H., Gao Y., Assessing nitrate and fluoride contaminants in drinking water and their health risk of rural residents living in a Semiarid region of Northwest China, „Exposure and Health” 2016, s. 1–13.
• [9] Farooqi A., Masuda H., Siddiqui R., Naseem M., Sources of arsenic and fluoride in highly contaminated soils causing groundwater contamination in Punjab, Pakistan, „Archives of Environmental Contamination and Toxicology” 2009, Vol. 56, No. 4, s. 693–706.
• [10] Kozerski B., Macioszczyk A., Pazdro A., Sadurski A., Fluor w wodach podziemnych w rejonie Gdańska, „Annales Societatis Geologorum Poloniae” 1987, Vol. 57, nr 3/4, s. 349–374.
• [11] Chlebna-Sokół D., Wpływ ponadoptymalnych stężeń fluorków w wodzie pitnej na rozwój biologiczny i stan zdrowia dzieci w wieku szkolnym, Oficyna Wydawnicza, Łódź 1995.
• [12] Monitoring diagnostyczny stanu chemicznego wód podziemnych w województwie opolskim w 2006 rok, Opole, 2006, http://www.opole.pios.gov.pl/wms/Pliki/2006/Monit_diagn_ podz_2006.pdf (25.03.2016).
• [13] Stogiera A., Buczkowska-Radlińska J., Antropogeniczne źródła fluoru – wpływ na otaczające środowisko i stan zdrowia człowieka – przegląd piśmiennictwa, „Dental Forum” 2014, nr 2, s. 57–62.
• [14] Grzegorzek M., Metody usuwania jonów fluorkowych ze środowiska wodnego, [w:] VII Konferencja Doktorantów i Młodych Pracowników Nauki: Interdyscyplinarne zagadnienia w inżynierii i ochronie środowiska EKO-DOK 2015, Boguszów-Gorce 2015, s. 125–135, http://www.eko-dok.pl/2015/11.pdf (28.03.2017).
• [15] Liao X., Shi B., Adsorption of fluoride on zirconium(IV)-impregnated collagen fiber, „Environmental Science & Technology” 2005, Vol. 39, No. 12, s. 4628–4632.
• [16] Samatya S., Yüksel U., Yüksel M., Kabay N., Removal of fluoride from water by metal ions (Al3+, La3+ and ZrO2+) loaded natural zeolite, „Separation Science and Technology” 2007, Vol. 42, Issue 9, s. 2033–2047.
• [17] Luo F., Inoue K., The removal of fluoride ion by using metal (III)-loaded Amberlite resins, „Solvent Extraction and Ion Exchange” 2004, Vol. 22, Issue 2, s. 305–322.
• [18] Onyango M.S., Kojima Y., Aoyi O., Bernardo E.C., Matsuda H., Adsorption equilibrium modelling and solution chemistry dependence of fluoride removal from water by trivalent-cation-exchanged zeolite F-9, „Journal of Colloid and Interface Science” 2004, Vol. 279, Issue 2, s. 341–350.
• [19] Onyango M.S., Kojima Y., Kumar A., Kuchar D., Kubota M., Matsuda H., Uptake of fluoride by Al3+ pretreated low-silica synthetic zeolites: adsorption equilibrium and rate studies, „Separation Science and Technology” 2006, Vol. 41, Issue 4, s. 683–704.
• [20] Ramos R.L., Ovalle-Turrubiartes J., Sanchez-Castillo M.A., Adsorption of fluoride from aqueous solution on aluminium-impregnated carbon, „Carbon” 1999, Vol. 37, Issue 4, s. 609–617.
• [21] Wasay S.A., Haron M.J., Tokunaga S., Adsorption of fluoride, phosphate, and arsenate ions on lanthanum-impregnated silica gel, „Water Environment Research” 1996, Vol. 68, No. 3, s. 295–300.
• [22] Zhou Y., Yu C., Shan Y., Adsorption of fluoride from aqueous solution on La3+ - impregnated cross-linked gelatin, „Separation and Purification Technology” 2004, Vol. 36, Issue 2, s. 89–94.
• [23] Mariappan R., Vairamuthu R., Ganapathy A., Use of chemically activated cotton nut shell carbon for the removal of fluoride contaminated drinking water: Kinetics evaluation, „Chinese Journal of Chemical Engineering” 2015, Vol. 23, Issue 4, s. 710–721.
• [24] Sivasankar V., Rajkumar S., Murugesh S., Darchen A., Influence of shaking or stirring dynamic methods in the defluoridation behavior of activated tamarind fruit shell carbon, „Chemical Engineering Journal” 2012, Vol. 197, s. 162–172.
• [25] Gupta V.K., Ali I., Saini V.K., Defluoridation of wastewaters using waste carbon slurry, „Water Research” 2007, Vol. 41, No. 15, s. 3307–3316.
• [26] Abe I., Iwasaki S., Tokimoto T., Kawasaki N., Nakamura T., Tanada S., Adsorption of fluoride ions onto carbonaceous materials, „Journal of Colloid and Interface Science” 2004, Vol. 275, Issue 1, s. 35–39.
• [27] Mohapatra M., Anand S., Mishra B.K., Giles D.E., Singh P., Review of fluoride removal from drinking water, „Journal of Environmental Management” 2009, Vol. 91, Issue 1, s. 67–77.

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017).