Fosforanowe materiały ceramiczne do immobilizacji kadmu w środowisku glebowym

• Autorzy: Wacławska I. , Szumera M.

Warianty tytułu

EN

Phosphate ceramic materials for immobilisation of cadmium in the soil environment

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Jedną z technik zapobiegających włączaniu się pierwiastków toksycznych, zawartych w zanieczyszczonych glebach, w dalszy obieg środowiska jest stosowana w warunkach in situ metoda unieruchamiania ich w postaci nierozpuszczalnych fosforanów. Celem prezentowanej pracy są badania nad wykorzystaniem szkieł fosforanowych i otrzymanych na ich bazie materiałów szkło-krystalicznych, działających jako nośniki składników pokarmowych roślin, do równoczesnego wiązania kadmu w postać nierozpuszczalnych fosforanów. Przebieg reakcji pomiędzy szkłem z układu P2O5-K2O-CaO-MgO a roztworem azotanu kadmu w obecności kwasu cytrynowego, symulującego warunki naturalnego środowiska glebowego, analizowano przy użyciu atomowej spektroskopii emisyjnej (ICP-AES) oraz mikroskopii elektronowej (SEM) połączonej z analizą składu chemicznego w mikroobszarach (EDS). Wykazano, że zarówno szkło fosforanowe, jak i przekrystalizowana jego postać w formie fosforanu potasu ulegając rozpuszczeniu w środowisku zawierającym jony kadmu wiążą go w nierozpuszczalny fosforan kadmu. Obecność kwasu cytrynowego, symulującego warunki środowiska glebowego a równocześnie wykazującego zdolność kompleksowania jonów Cd2+, hamuje nieco proces immobilizacji kadmu.

EN

One of techniques for preventing the recirculation of toxic elements contained in contaminated soils in the environment is a method of restraining them in the form of insoluble phosphates used in in-situ conditions. The aim of this work was to study application of phosphate glasses and relevant glass-crystalline materials acting as carriers of plant nutrients for the simultaneous binding of cadmium in the form of insoluble phosphates. The reaction between glass from the P2O5-K2O-CaO-MgO system and a solution of cadmium nitrate in the presence of citric acid simulating conditions of the natural soil environment was analyzed by using atomic emission spectroscopy (ICP-AES) and electron microscopy (SEM) combined with the analysis of chemical composition in microareas (EDS). It was shown that both the phosphate glass and materials recrystallizing to the form of potassium phosphate dissolved in medium containing cadmium ions, binding them in insoluble cadmium phosphate. The presence of citric acid, simulating the conditions of the soil environment and demonstrating the ability of complexing Cd2+ ions, slightly inhibits the process of cadmium immobilization.

Słowa kluczowe

PL

środowisko glebowe; neutralizacja skażeń; immobilizacja kadmu; szkła fosforanowe

EN

soil environment; pollution neutralization; immobilization of cadmium; phosphate glasses

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Ceramiczne
• Czasopismo: Materiały Ceramiczne
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 63, nr 2
• Strony: 407--412
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz., rys., wykr., tab.

Twórcy

autor

Wacławska I.

autor

Szumera M.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Inżynierii Materiałowej i Ceramiki, KCS, al. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków,

Bibliografia

• [1] Kabata-Pendias A., Pendias H.: Biogeochemia pierwiastków śladowych, PWN Warszawa, (1993).
• [2] Alloway J., Ayres D. C.: Chemiczne podstawy zanieczyszczenia środowiska, PWN Warszawa 1999.
• [3] „Dopuszczalne stężenia metali ciężkich zanieczyszczających glebę”, Rozporządzenie Ministra Rolnictwa i Rozwoju Wsi z 2002 roku, Dz. U. Nr 37, poz. 344.
• [4] Ma Q.Y., Traina S. J., Logan T. J., Ryan J.A.: „In situ lead immobilization by apatite”, Environ. Sci. Tech., 27, (1993), 1803-1810.
• [5] Ruby M.V., Davis A., Nicholson A.: „In Situ Formation of Lead Phosphates in Soils as a Method to Immobilize Lead”, Environ. Sci. Tech., 28, (1994), 648-654.
• [6] Basta N.T., Gradwohl R., Snethen K.L., Schroder J.L.: „Chemical Immobilization of Lead, Zinc, and Cadmium in Smelter- Contaminated Soils Using Biosolids and Rock Phosphate”, J. Environ. Qual., 30, (2001), 1222-1230.
• [7] Raicevic S., Kamdjerivic T., Radsicic T.: „In situ stabilization of toxic metals in polluted soils using phosphates: theoretical prediction and experimental verification”, J. Hazard Mat., 117, (2005), 41-53.
• [8] Matusik J., Bajda T., Manecki M.: „Immobilization of aqueous cadmium by addition of phosphates”, J. Hazard. Mat., 152, (2008), 1332-1339.
• [9] Gorlach E., Gombuś F.: „Nawozy fosforowe i wieloskładnikowe jako źródło zanieczyszczenia gleby metalami ciężkimi”, Zeszyty Problemowe Postępów Nauk Rolniczych, 448a, (1997), 139-146.
• [10] UK patent GB, 1512637, 1974.
• [11] Gorlach E., Mazur T., Chemia Rolna, PWN, Warszawa, 2001.