Usuwanie jonów arsenianowych z roztworów wodnych na warstwowych podwójnych wodorotlenkach magnezowo-glinowych

• Autorzy: Pasiecznik I. , Szczepaniak W.

Warianty tytułu

EN

Arsenic ion removal from water solutions using magnesium-aluminium layered double hydroxides

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedstawiono wyniki badań w skali laboratoryjnej nad skutecznością usuwania jonów arsenu z modelowych roztworów wodnych zawierających As(III) i As(V). W tym celu zastosowano warstwowe podwójne wodorotlenki magnezowo-glinowe (Mg-Al layered double hydroxides – LDHs) otrzymane metodami chlorkową i azotanowo-chlorkową. Wyniki badań wykazały, że oba preparaty skutecznie usuwają arsen(V), natomiast istotnie różnią się w usuwaniu arsenu(III), który był wyraźnie lepiej usuwany przez preparat LDH otrzymany metodą chlorkową. Na podstawie literaturowej wartości iloczynu rozpuszczalności arsenianu(V) magnezu oceniono, że przy pH≈10 usuwanie arsenu(V) odbywa się na zasadzie adsorpcji i/lub wytrącania arsenianu(V) magnezu, natomiast usuwanie arsenu(III) jest wynikiem tylko adsorpcji tych jonów.

EN

The results of laboratory scale studies were presented on efficacy of arsenic ion removal from model water solutions containing As(III) and As(V). For this purpose, magnesium-aluminium layered double hydroxides (LDHs) prepared by chloride and nitrate-chloride methods were applied. The studies demonstrated that both materials were effective in respect of arsenic(V) removal, whereas differed with regard to arsenic(III) removal. The latter was significantly better removed with the use of LDH received by chloride method. Based on the literature value of magnesium arsenate(V) solubility product it was estimated that at pH about 10 arsenic(V) removal occurred via adsorption and/or precipitation of magnesium arsenate(V). In contrast, arsenic(III) removal resulted solely from adsorption of these ions.

Słowa kluczowe

PL

adsorpcja; strącanie; siła jonowa; arsen

EN

adsorption; precipitation; ionic strength; arsenic; water treatment

• Wydawca: Polskie Zrzeszenie Inżynierów i Techników Sanitarnych, Oddział Dolnośląski
• Czasopismo: Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 36, nr 1
• Strony: 33--37
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz.

Twórcy

autor

Pasiecznik I.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-377 Wrocław

autor

Szczepaniak W.

• Politechnika Wrocławska, Wydział Inżynierii Środowiska, Wybrzeże Stanisława Wyspiańskiego 27, 50-377 Wrocław

Bibliografia

• 1. P. CHMIELEWSKI, A. JEZIERSKI: Chemia. Słownik encyklopedyczny. Wydawnictwo Europa, Wrocław, 2001.
• 2. Arsenic. Medical and Biologic Effects of Environmental Pollutants. National Academy of Sciences, Washington 1977.
• 3. G. STANGER, T.V. TROUNG, K.S.L.T.M. NYGOC, T.V. LUYEN, T.T. THANH: Arsenic in groundwaters in Lower Mekong. Environmental Geochemistry and Health 2005, Vol. 27, pp. 341–357.
• 4. G. STANGER: A palaeo-hydrogeological model for arsenic contamination in southern and south-east Asia. Environmental Geochemistry and Health 2005, Vol. 27, pp. 359–367.
• 5. J.E. FERGUSSON: The Heavy Elements in Water and Sediment. Chemistry, Environmental Impact and Health Effects. BPCC Wheaton, Exeter 1993.
• 6. Guidelines for Drinking-Water Quality, 3rd ed., Vol. 1. Recommendations. World Health Organization, Geneva 2004.
• 7. Rozporządzenie Ministra Zdrowia z 29 marca 2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 61, poz. 417; rozporządzenie Ministra Zdrowia z 20 kwietnia 2010 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi. Dz. U. nr 72, poz. 466.
• 8. Rozporządzenie Ministra Środowiska z 24 lipca 2006 r. w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz. U. nr 137, poz. 984; rozporządzenie Ministra Środowiska z 28 stycznia 2009 r. zmieniające rozporządzenie w sprawie warunków, jakie należy spełnić przy wprowadzaniu ścieków do wód lub do ziemi, oraz w sprawie substancji szczególnie szkodliwych dla środowiska wodnego. Dz. U. nr 27, poz. 169.
• 9. E. KOCIOŁEK-BALAWEIDER, D. OCIŃSKI: Przegląd metod usuwania arsenu z wód. Przemysł Chemiczny 2006, t. 85, nr 1, ss. 19–26.
• 10. Technologies and Costs for Removal of Arsenic from Drinking Water. U.S. EPA, Office of Water, Washington D.C. 2000.
• 11. J.D. CHWIRKA, C. COLVIN, J.D. GOMEZ, P.A. MUELLER: Arsenic removal from drinking water using the coagulation/microfiltration process. Journal American Water Works Association 2004, Vol. 96, pp. 106–114.
• 12. J. DZIUBEK: Przegląd metod mogących znaleźć zastosowanie w usuwaniu arsenu ze ścieków przemysłu miedziowego. Mat. sem. „Hydrometalurgia metali towarzyszących. Współczesne technologie i wyzwania”, KGHM Polska Miedź SA, KGHM Cuprum sp. z o.o., Lubin 2005, ss. 149–162.
• 13. T.J. SORG, G.S. LONGSDOM: Treatment technology to meet interim primary drinking water regulations for inorganics. Part 2. Journal American Water Works Association 1978, pp. 379–393.
• 14. C.L. CHUANG, M. FAN, M. XU, R.C. BROWN, S. SUNG, B. SAHA, C.P. HUANG: Adsorption of As(V) by activated carbon prepared from oat hulls. Chemosphere 2005, Vol. 61, pp. 478–483.
• 15. L. ZHAOHUI, R. BEACHNER, Z. MCMANAMA, H. HANLIE: Sorption of arsenic by surfactant-modified zeolite and kaolinite. Microporous and Mesoporous Materials 2007, Vol. 105, No. 3, pp. 291–297.
• 16. W. QUI, Y. ZHENG: Arsenate removal from water by alumina modified zeolite recovered from fly ash. Journal of Hazardous Materials 2007, Vol. 148, pp. 721–726.
• 17. N. MELITAS, M. CONKLIN, J. FARRELL: Electrochemical study of arsenate and water reduction on iron media used for arsenic removal from potable water. Environmental Science and Technology 2002, Vol. 36, No. 14, pp. 3188–3193.
• 18. J. DZIUBEK: Usuwanie arsenu ze ścieków przemysłowych. Przegląd Komunalny 2003, nr 10, ss. 35–38.
• 19. P.J. GABB, A.L. DAVIES: The industrial separation of copper and arsenic as sulfides. Journal of Metals 1999, Vol. 51, No. 9, pp. 18–19.
• 20. D. KWAŚNY, J. DZIUBEK: Poprawa skuteczności usuwania arsenu ze ścieków przemysłu miedziowego po zastosowaniu metody elektroimpulsowej oraz przy wykorzystaniu żelaza odpadowego z procesów trawienia na przykładzie oczyszczalni ZGW H II. Mat. sem. „Hydrometalurgia metali towarzyszących. Współczesne technologie i wyzwania”, KGHM Polska Miedź SA, KGHM Cuprum sp. z o.o., Lublin 2005, ss. 163–175.
• 21. W. APOSTOLUK, T. CHMIELEWSKI, J. WÓDKA: Technologie wydzielania, koncentrowania i izolowania arsenu. Mat. sem. „Hydrometalurgia niklu. Arsen”, Politechnika Wrocławska – Instytut Chemii Nieorganicznej i Metalurgii Pierwiastków Rzadkich, Centrum Badawczo-Projektowe Miedzi Cuprum, Lubin 2000, ss. 57–78.
• 22. Y.T. LIU, T.Y. CHEN, M.K. WANG, P.M. HUANG, P.N. CHIANG, J.F. LEE: Mechanistic study of arsenate adsorption on lithium/aluminum layered double hydroxide. Applied Clay Science 2010, Vol. 48, No. 3, pp. 485–491.
• 23. F. KONVANDA, E. KOVACSOVA, D. KOLOUSEK: Removal of anions from solution by calcined hydrotalcite and regeneration of used sorbent in repeated calcination-rehydration-anion exchange processes. Collection of Czechoslovak Chemical Communications 1999, Vol. 64, pp. 1517–1528.
• 24. Y. SEIDA, Y. NAKANO: Removal of phosphate by layered double hydroxides containing iron. Water Resources 2002, Vol. 36, No. 5, pp. 1306–1312.
• 25. R. NOMURA, T. MORI, E. KANEZAKI, T. YABUTANI: Removal of phosphate in water to layered double hydroxide. International Journal of Modern Physics B 2003, Vol. 17, pp. 1458–1463.
• 26. J.Q. JIANG, Y. XU, J. SIMON, K. QUILL, K. SHETTLE: Laboratory study of boron removal by Mg/Al double-layered hydroxides. Industrial & Engineering Chemistry Research 2007, Vol. 46, pp. 4577–4583.
• 27. I. PASIECZNIK: Zastosowanie dwuwarstwowych wodorotlenków magnezowo/glinowych do usuwania boru z roztworów. Praca doktorska. Politechnika Wrocławska, Instytut Inżynierii Ochrony Środowiska, Wrocław 2010 (praca niepublikowana).
• 28. A. JABŁOŃSKI: Obliczenia w chemii nieorganicznej. Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 2002.
• 29. J.C. RAPOSO, J. SANZ, O. ZULOAGA, M.A. OLAZABAL, J.M. MADARIAGA: Thermodynamic model of inorganic arsenic species in aqueous solutions: Potentiometric study of the hydrolytic equilibrium of arsenic acid. Journal of Solution Chemistry 2003, Vol. 32, No. 3, pp. 253–264.
• 30. J.C. RAPOSO, O. ZULOAGA, M.A. OLAZABAL, J.M. MADARIAGA: Study of the precipitation equilibria of arsenate anion with calcium and magnesium in sodium perchlorate at 25oC. Applied Geochemistry 2004, Vol. 19, pp. 855–862.