Investigation of Heavy Metal Sorption by Potato Tubers

• Autorzy: Setlak M. , Rożnowski J. , Szymońska J.

Warianty tytułu

PL

Badanie sorpcji metali ciężkich przez bulwy ziemniaczane

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

In the paper a potential application of potato tubers for the removal of heavy metals from aqueous solutions was investigated. Sorption of Cu2+, Fe5+ and Pb2+ was studied for different salts in order to determine the influence of counter anions on the cation uptake by the investigated adsorbents. Potatoes in the form of raw and dried potato cubes and the peels were soaked in 5 % aqueous solution of the following salts: copper(II) acetate, chloride and sulfate, iron(III) chloride and nitrate(V) and lead(II) acetate and nitrate(V). After sample wet mineralization with HNO3 and HClO4, the total metal content was determined by the inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-AES). The inner structure of the applied sorbents was determined by using the scanning electron microscopy (SEM). Sorption was found to be dependent on both the cation and the anion present in the solution. Acetate ions significantly enhanced the metal uptake from the solution. In all studied samples the uptake of Pb2+ was most effective in comparison with that for the other cations. Among the sorbents, the potato peels have taken higher, than it was obtained for the others, amount of metals, and the raw potato cubes were more effective compared with the dried ones. The metal uptake was positively correlated to the moisture and protein content as well as the amount of Ca2+ and K+ ions in the initial samples. It was also related to the inner structure of used potato materials. The obtained results should be useful in the recovery of the heavy metals from the environmental samples.

PL

W pracy badano sorpcję metali ciężkich przez bulwy ziemniaczane oraz wpływ różnych anionów na wydajność tego procesu. Badano sorpcję Cu2+, Fe3' i Pb2+ z 5 % roztworów wodnych soli, takich jak octan, chlorek i siarczan(VI) miedzi(II), chlorek i azotan(V) żelaza(III) oraz octan i azotan(V) ołowiu(II). W roli sorbentów użyto surowe i suszone ziemniaki w postaci kostki oraz skórki ziemniaczane. Całkowitą zawartość metali w próbkach, po ich mineralizacji przy użyciu HNO3 i HClCu, oznaczono metodą ICP-AES. Wewnętrzną strukturę zastosowanych sorbentów określono przy użyciu skaningowej mikroskopii elektronowej (SEM). Stwierdzono, że wydajność sorpcji zależy zarówno od rodzaju kationów, jak i od anionów obecn w roztworze. Obecność jonów octanowych znacznie zwiększała pobieranie kationów z roztworu. Najwiekszą wydajność procesu, bez względu na zastosowany sorbent zaobserwowano dla jonów Pb2+. Wśród sorbentów skórki ziemniaczane okazały się najbardziej efektywnym materiałem wiążącym badane kationy metali ciężkich, a najmniejszą wydajność uzyskano dla suszonej kostki ziemniaczanej. Zauważono pozytywną' korelację pomiędzy ilością kationów metali związaną z danym sorbentem a jego wilgotnością, zawartością białka oraz ilością jonów Ca2+ i K+. Ponadto, struktura wewnętrzna sorbentów była również czynnikiem wpływającym na efektywność procesu. Uzyskane wyniki wskazują, że bulwy ziemniaczane, a zwłaszcza skórki ziemniaczane mogą być przydatne jako biosorbenty do odzyskiwania metali ciężkich z próbek środowiskowych.

Słowa kluczowe

EN

biosorption from solutions; heavy metals; potato sorbents

PL

biosorpcja z roztworów; metale ciężkie; sorbenty ziemniaczane

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2009
• Tom: Vol. 16, nr 5/6
• Strony: 653--660
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz., tab., rys.

Twórcy

autor

Setlak M.

autor

Rożnowski J.

autor

Szymońska J.

• Chemii i Fizyki, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Katedra Analizy i Oceny Jakości, Uniwersytet Rolniczy w Krakowie,

Bibliografia

• [1] Aydin H., Bulut Y. and Yerlikaya C.: J. Eiwiron. Manage. 2008, 87, 37-45.
• [2] Ozsoy H.D. and Kumbur H.: J. Hazard. Mater. 2006, 136 B, 911-916.
• [3] Kalmykova Y., Strónwall A.M. and Steenari B.M.: J. Hazard. Matcr. 2008, 152, 885-891.
• [4] Aksu Z. and Isoglu I.A.: Process Biochem. 2005, 40, 3031-3044.
• [5] Igwe J.C. and Abia A.A.: Eclet. Quim. 2007, 32(1), 33-42.
• [6] Šćiban M., Klasnja M. and Škrbić B.: J. Hazard. Mater. 2006, 136 B, 266-271.
• [7] Šćiban M., Radetić B., Kevteśan Ż, and Klasnja M.: Bioresour. Technol. 2007, 98, 402-409.
• [8] Ayyappan R., Carmalin Sophia A., Swaminathan K. and Sandhya S.: Process Biochem. 2005, 40, 1293-1299.
• [9] Aman T., Kazi A.A., Sabri M. U. and Bano Q.: Colloids Surf. B: Biointerf. 2008, 63, 116-121.
• [10] Serena A. and Bach-Knudsen K.E.: Anim. Feed Sci. Technol. 2007, 139, 109-124.
• [11] Okeke B.C. and Frankenberger W.T.: Sci. Total Env. 2005, 347, 35-45.
• [12] Zia-ur-Rehman, Habib F. and Shah W.H.: Food Chem. 2004, 85, 215-220.
• [13] Nandita S. and Rajini P.S.: Food Chem. 2003, 85, 611-616.
• [14] Parawira W„ Murto M., Read J.S. and Mattiasson B.: Process Biochem. 2005, 40, 2945-2952.
• [15] Zhu H., Stadnyk A., Beland M. and Seto P.: Bioresour. Technol. 2008, 99, 5078-5084.
• [16] Szymońska J., Wieczorek J„ Molenda M. and Bielańska E.: J. Agric. Food Chem. 2008, 56, 4054-4059.
• [17] de Franca F.P., Padilha F.P. and da Costa A.C.A.: Appl. Biochem. Biotechnol. 2006, 128(1), 23-32.
• [18] Polish Standard PN-A-74702.
• [19] ICC Standard No. 122/1.
• [20] Rivero R.C., Heraandez P.S., Rodriguez E.M., Martin J.D. and Romero C.D.: Food Chem. 2003, 83, 247-253.
• [21] Płaza A.: Ann. UMCS, Sec. E, 2004, 59(3), 1327-1334.
• [22] Bednarek W., Tkaczyk P. and Dresler S.: Ann. UMCS, Sec. E 2006, 61, 121-131.
• [23] Leszczyński W.: Żywność 2000, 4(25 supl.), 5-27.
• [24] Bondaruk J., Markowski M. and Błaszczak W.: J. Food. Eng. 2007, 81, 306-312.
• [25] Szymońska J., Krok F., Molenda M. and Wieczorek J.: [in:] Starch-Recent Progress in Biopolymer and Enzyme Technology, P. Tomasik, E. Bertroft, A. Blennow (eds.), chapter 12, Polish Society of Food Technologists, Kraków 2008, pp. 153-163.
• [26] Gündogan R., Acemioglu B. and Alma M.H.: J. Colloid Interface Sci. 2004, 269, 303-309.