Assessment of copper and zinc stabilization process in soils after the application of brown coal, sugar beet leaves and cement

• Autorzy: Diatta J.B. , Grzebisz W. , Wiatrowska K.

Warianty tytułu

PL

Oszacowanie procesu stabilizacji cynku i miedzi w glebach po zastosowaniu węgla brunatnego, liści buraka cukrowego i cementu

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Reports results of investigations dealing with copper and zinc stabilization in metal-spiked soils by applying brown coal (BC), sugar beet leaves (SBL) and cement (CEM) designated as stabilizers were reported. The incubation experiment consisted of two soils ie, loamy sand (No. 1) and light loamy sand (No. 2) spiked with Cu and Zn as Cu(SO4)2 o 5H2O and Zn(SO4)2 o 7H2O, respectively at the rates: 0, 100, 500, 1000, 3000 and 7000 mg o kg-1. Stabilizers were added at the rate 0, 1 and 3 % (on dry weight basis) after a 4-week pre-incubation of metal-spiked soils and treatments were further incubated for 16 weeks. Results show that pH decreased gradually along with Cu and Zn rates. Bioavailable (extracted by 0.1 M NaNO3) amounts of Cu and Zn indicate that the retention capacity of both soils was strongly impaired at metal spiking just above 100 and 3000 mg o kg -1, typically for soils No. 1 and No. 2, respectively. This was supported by the values of the maximal buffering capacity (MBC) and the changes of Gibbs free energy (DeltaG0) The stabilization efficiency at the rate 3000 mg Cu and Zn kg-1 may be ranked as follows: pH: CEM > SBL > BC and based on MBC (Cu mostly): CEM > SBL > BC.

PL

Przedstawiono wyniki badań nad stabilizacją miedzi i cynku w glebach sztucznie nimi zanieczyszczonych przy utyciu węgla brunatnego (BC), liści buraka cukrowego (SBL) i cementu (CEM) określanych jako stabilizatorów. Doświadczenie przeprowadzono w warunkach inkubacyjnych i składało się z dwóch gleb: piasku gliniastego mocnego (Nr 1) i piasku gliniastego lekkiego pylastego (Nr 2), do których dodano wzrastające dawki Cu i Zn: 0, 100, 500, 1000, 3000, 7000 mg Zn i Cu kg-' gleby odpowiednio w postaci [Cu(SO4)2 o 5H2O] i[Zn(SO4)2 o 7H2O]. Stabilizatory dodano w dawkach 1 i 3%, po 4 tygodniach inkubacji gleb z Cu i Zn i dalej inkubowano przez 16 tygodni. Otrzymane wyniki wykazały, że pH malało stopniowo wraz ze wzrostem dawek Cu i Zn. Biodostępne (ekstrakcja przy utyciu 0,1 M NaNO3) ilości Cu i Zn wskazały na silne osłabienie właściwości sorpcyjnych gleb już odpowiednio od dawek 100 i 3000 mg kg-' dla gleby Nr 1 i Nr 2. Znalazło to potwierdzenie w wartościach maksymalnej pojemności buforowej (MBC) oraz entalpii swobodnej (?G0). Skuteczność stabilizacji przy dawce 3000 mg Cu i Zn kg-' można uszeregować następująco: pH: CEM > SBL > BC oraz MBC (bardziej dla Cu): CEM > SBL > BC.

Słowa kluczowe

EN

heavy metals; stabilization; buffering capacity; brown coal; cement; sugar beet leaves

PL

metale ciężkie; stabilizacja; pojemność buforowa; węgiel brunatny; cement; liście buraka cukrowego

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Chemia i Inżynieria Ekologiczna
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 14, nr 2
• Strony: 181--189
• Opis fizyczny: Bibliogr. 28 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Diatta J.B.

autor

Grzebisz W.

autor

Wiatrowska K.

• Department of Agricultural Chemistry, Poznan Agricultural University, ul. Wojska Polskiego 71F, 60-625 Poznań,

Bibliografia

• [1] Diatta J.B., Kociałkowski W.Z. and Grzebisz W.: Pol. J. Environ. Stud., 2000, 9(5), 355-361.
• [2] McBride M.B.: Adv. Environ. Res., 2003, 8(1), 5-19.
• [3] Al-Turki A.I. and Helal M.I.D.: Pakistan J. Biol. Sci., 2004, 7(1), 1972-1980.
• [4] During R.-A., Hoβ T. and Gäth S.: Sci. Total Environ., 2003, 313, 227-234.
• [5] Panayotova M. and Velikov B.: J. Environ. Sci. Health, A 2002, 37(2), 139-147.
• [6] Pearson M.S., Maenpaa K. and Pierzynski G.: J. Environ. Qual., 2000, 29, 1611-1617.
• [7] Buczkowski R., Kondzielski I. and Szymański T.: Metody remediacji gleb zanieczyszczonych metalami ciężkimi, Wyd. Uniwersytetu M. Kopernika w Toruniu, Toruń 2002, 60-63.
• [8] Carlon C., Norbiato M., Critto A. and Marcomini A.: Ann. Chim., 2000, 90, 349-358.
• [9] Vangronsveld J.C.H.M. and Cunningham S.D., [in:]: Metal-Contaminated Soils: In Situ Inactivation and Phytorestoration, Chapter 1, R.G Landes Company, Georgetown, TX, USA, 1998, 1-15.
• [10] Gupta S.K., Herren T., Wenger K., Krebs R. and Hari T.: In Situ Gentle Remediation Measures for Heavy Metal-Polluted Soils, [in:] Phytoremediation of Contaminated Soil and Water. Poll., CRC Press LLC. 2000, 303-322.
• [11] Mocek A., Drzymała S. and Maszner P.: Geneza, analiza i klasyfikacja gleb. [Genesis, Analysis and Soils Classification], Wyd. Akademii Rolniczej, Poznań 2000, 91-129.
• [12] Polish Standard: Polish Standardisation Committee, ref. PrPN-ISO 10390 (E): Soil quality and pH determination. 1994, First edition.
• [13] Hendershot W.H. and Duquette M.: Soil Sci. Soc. Am. J., 1986, 50, 605-608.
• [14] Thomas G.W.: Exchangeable Cations: Methods of Soil Analysis, Part 2. Chemical and Microbial Properties (No. 9), ASA-SSSA. Second Edition. Edited by Page A.L., Miller R.H. and Keeney D.R., Madison, Wisconsin, USA, 1982, 159-165.
• [15] Gupta S.K. and Hani H.: Methode pour la determination dans les sols les concentrations de metaux lourds disponibles pour les plants et les microorganisms et verification dans les zones contaminees. Raport Final COST 681, Nr 2 (FAC)
• [16] Sposito G.: The surface chemistry of soils, Oxford University Press, Oxford, UK 1984.
• [17] Rawat J.P., Ansari A.A. and Singh R.P.: Colloid. Surf., 1990, 50, 207-214.
• [18] Cńtter S.A.M. and Airoldi C.: Geoderma, 2003, 111, 57-74.
• [19] IZOTERMY°: Wersje 1.0; 1.1; 1.2. Biuro Projektów Informatyki, A. Ratajczak, Poznań 1993. (Version 1.0; 1.1; 1.2. Office for Informatic Projects).
• [20] Davranche M., Beaufreton S. and Bollinger J.C.: J. Colloid. Interf. Sci., 2003, 249, 113-118.
• [21] Abd-Elfattah A. and Wada K.: J. Soil Sci., 1981, 32, 271-283.
• [22] Elliott H.A., Liberati M.R. and Huang C.P.: Environ. Qual., 1985, 15(3), 214-219.
• [23] Christophi A.C. and Axe L.: J. Environ. Eng., 2000, 126(1), 66-74.
• [24] Diatta J.B., Kociałkowski W.Z. and Grzebisz W.: Commun. Soil Sci. Plant Anal., 2003, 34(17/18), 2419-2439.
• [25] Harter R.D.: Soil Sci. Soc. Am. J., 1983, 47, 47-51.
• [26] Barrow N.J., Bowden J.W., Posner A.M. and Quirk J.P.: Aust. J. Soil Res., 1981, 19, 309-321.
• [27] Basta N.T., Gradwohl, Snethen and Schroder J.L.: J. Environ. Qual., 2001, 30, 1222-1230.
• [28] EPA/540/S-97/500. EPA Engineering Bulletin "Technology Alternatives for the Remediation of Soils Contaminated with As, Cd, Cr, Hg and Pb, 1997, 1-21.