Groundwater treatment with the use of zero-valent iron in the permeable reactive barrier technology

• Autorzy: Suponik T.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The industrial dumping sites located in the southern provinces of Poland pollute groundwaters with metals. In the article, the possibility of groundwater (polluted by metals) treatment with the use of Permeable Reactive Barrier Technology has been presented. In this technology, the contaminants are removed from the aquifer by a flow of the groundwater through a PRB filled with a special reactive material. The wastewater (which simulated groundwater) circulated through the column filled with zero-valent iron in the laboratory tests. During the tests, the treatment processes proceeded. Chromium, copper, nick-el, cobalt, lead, cadmium and zinc, occurring in the water as cations and anions, have been removed in the iron bed. The rapid metal removal has likely occurred due to the reduction and precipitation/co-precipitation and/or due to adsorption onto the iron metal surface or/and onto the iron corrosion products. Barium Ba2+ was the only metal, which has not been removed from the wastewater in the column. A rapid decrease of the redox potential and oxygen concentration as well as an increases of the pH value and stabilizations have also been observed during the flow of water through the column. Due to the Fe/Fe2+ half reaction during the treatment processes, the iron concentration has increased as well.

Słowa kluczowe

EN

remediation; dumping site; groundwater; PRB technology; metals

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Physicochemical Problems of Mineral Processing
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 49, iss. 1
• Strony: 13--23
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Suponik T.

• Politechnika Śląska, Wydział Górnictwa i Geologii, ul. Akademicka 2; 44-100 Gliwice, Poland

Bibliografia

• 1. EKMEKYAPAR A., TANAYDIN M., DEMIRKIRAN N., 2012, Investigation of copper cementation kinetics by rotating aluminum disc from the leach solutions containing copper ions, Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 48, issue 2, 355–367.
• 2. FIORE, S., ZANETTI M. C., 2009, Preliminary Tests Concerning Zero-Valent Iron Efficiency in Inor-ganic Pollutants Remediation, American Journal of Environmental Sciences 5(4), 556–561.
• 3. GROUDEV S., SPASOVA I., NICOLOVA M., GEORGIEV P., 2007, Acid mine drainage cleanup in a uranium deposit by means of a passive treatment system, Physicochemical Problems of Mineral Pro-cessing, vol. 41, 265–274.
• 4. ITRC (Interstate Technology & Regulatory Council), 2011, Permeable Reactive Barrier:Technology Update, PRB-5. Washington, D.C.: Interstate Technology & Regulatory Council, PRB: Technology Update Team. Washington: http://www.itrcweb.org.
• 5. JAROSIŃSKI A., NOWAK A. K., WŁODARCZYK B., 2006, Charakterystyka odpadów i ścieków z ZG „Trzebionka” SA, Ekotechnika nr 1/37, 43–45.
• 6. JOURNAL OF LAWS OF 2009, NO. 27, ITEM 169; Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 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.
• 7. LI, X.-Q., ZHANG W. X., 2007, Sequestration of Metal Cations with Zerovalent Iron Nanoparticles: A Study with High Resolution X-Ray Photoelectron Spectroscopy (HRXPS), Journal of Physical Chemistry 111(19), 6939–6946.
• 8. MEGGYES T., HOLZLOHNER U., AUGUST H., 1998, A multidisciplinary approach to improving the safety and durability of landfill barriers, in: Contaminated and derelict land, Sarsby R.W. (ed), Kra-ków. Thomas Telford, London, 413–420.
• 9. NOWAK A. K., 2008, Ekologiczno-techniczne aspekty pozyskiwania koncentratów cynku i ołowiu, Praca doktorska. Wydział Inżynierii i Technologii Chemicznej Politechnika Krakowska. Kraków.
• 10. PASIECZNA A., DUSZA-DOBEK A., KOWALSKA Z., 2010a, Szczegółowa mapa geochemiczna Gór-nego Śląska 1:25000. Arkusz Katowice. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. www.mapgeochem.pgi.gov.pl (dostęp: 24.02.2012).
• 11. PASIECZNA A., KOWALSKA Z., 2010, Szczegółowa mapa geochemiczna Górnego Śląska 1:25000. Arkusz Mysłowice. Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. www.mapgeochem.pgi.gov.pl (do-stęp: 24.02.2012).
• 12. PASIECZNA A., BIEL A., PAULO A., 2010b, Szczegółowa mapa geochemiczna Górnego Śląska 1:25 000. Arkusz Imielin, Państwowy Instytut Geologiczny, Warszawa. www.mapgeochem.pgi.gov.pl (dostęp: 24.02.2012).
• 13. PASIECZNA A., LIS J., SZUWARZYŃSKI M., DUSZA-DOBEK A., WITKOWSKA A., 2008, Szcze-gółowa mapa geochemiczna Górnego Śląska 1:25 000, Arkusz Chrzanów, Państwowy Instytut Geo-logiczny, Warszawa.
• 14. POLISH STANDARD PN-88/B-04481, 1988, Grunty budowlane – Badania próbek gruntu. Polski Komitet Normalizacji, Miar i Jakości.
• 15. PULS R.W., POWELL M.R., BLOWES D.W., GILLHAM R.W., SCHULTZ D., SIVAVEC T., VOGAN J.L., POWELL P.D., 1998, Permeable reactive barrier technologies for contaminant remediation, Washington: United States Environmental Protection Agency.
• 16. PAZDRO Z., KOZERSKI B., 1990, Hydrogeologia ogólna, wyd. Geologiczne, Warszawa.
• 17. RANGSIVEK, R., JEKEL M. R., 2005, Removal of Dissolved Metals by Zero-Valent Iron (ZVI): Kinet-ics, Equilibria, Processes and Implications for Stormwater Runoff Treatment, Water Research 39, 4153–4163.
• 18. SUPONIK T., 2009, Zastosowanie żelaza metalicznego w technologii PRB, rozdział w monografii Rekul-tywacja i rewitalizacja terenów zdegradowanych, ed. Grzegorz Malina. Wydawnictwo Polskiego Zrzeszenia Inżynierów i Techników Sanitarnych, Odział Wielkopolski (Inżynieria na rzecz ochrony środowiska, red. Jan F. Lemański, Sergiusz Zabawa, nr 866), Poznań, 161–172.
• 19. SUPONIK T., 2011, Optimization of the PRB (Permeable Reactive Barriers) parameters for selected area of dumping site, The Publishing House of the Silesian University of Technology (monographs no 328), Gliwice.
• 20. SUPONIK T., 2012, Removing contaminants from groundwater polluted by the Trzebionka Mine Settling Pond located in Upper Silesia (Poland), Physicochemical Problems of Mineral Processing, vol. 48, issue 1, 169–180.
• 21. TWARDOWSKA I., ALLEN H.E., KETTRUP A.A.F., LACY W.J. (eds.), 2004, Solid waste: assess-ment, monitoring and remediation, Waste Management Series 4; Elsevier.
• 22. WILKIN R. T., MCNEIL M. S., 2003, Laboratory evaluation of zero-valent iron to treat water impacted by acid mine drainage, Chemosphere 53, 715–725.
• 23. WIECZYSTY A., 1982, Hydrogeologia inżynierska, PWN, Warszawa.