Effects of Chelating Agents on Copper, Lead and Zinc Solubility in Polluted Soils and Tailings Produced by Copper Industry

• Autorzy: Karczewska A. , Milko K.

Warianty tytułu

PL

Wpływ dodatku związków kompleksujących na rozpuszczalność miedzi, ołowiu i cynku w glebach skażonych oraz osadach poflotacyjnych górnictwa miedzi

• Konferencja: V Międzynarodowa Konferencja Naukowa pt.: Toksyczne substancje w środowisku, Kraków, 2-3 września 2008 r.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The main aim of this paper was to examine the effects of chelating agents on the mobilization of heavy metals from polluted soils and tailings generated by copper ore processing. Ammonium salts (chloridc and nitrate(V)), organic acids (citric and tartaric), amino acids (glycine and histidine) and synthetic chelating agents EDTA (ethylenediaminetetraacetic acid) and EDDS (ethylenediaminedisuccinic acicf) were applied to soil suspension at the ratę of 5 nimol o kg-1 and shaken. Similar tests were performed also with two kinds of sewage sludge, at various stages of biochemical stability. Examined were 8 samples collected from the dumping sites Żelazny Most and Wartowice, as well as 2 samples of polluted soils from the yicinities of copper smelters Legnica and Głogów were tested. Total concentrations of metals in tailings were: 1300-3800 mg Cu o kg-1, 80-300 mg Pb o kg-1 and 23-35 mg Zn o kg-1, whereas the concentrations of those metals in soils were: 1270-1500 mg Cu o kg-1, 304-336 mg Pb o kg-1 and 80-89 mg Zn o kg-1. Efficiency of metals extraction from soils and tailings varied between tested soils and tailings materiał, metals and chemical agents applied. EDTA appeared the most effective in solubilizing Cu, and extracted 7-39 % of total Cu and 2-18 % Pb from various samples. The efficiency of Cu solubilization from soils and tailings by other agents was in the following order: cilric acid (for tailings) > glycine > histidine > EDDS > citric acid (for soils) > tartaric acid > ammonium chloride > ammonium nitrate. The order for extraction of two other metals differed from that obtained for Cu. The tests with sewage sludge did not prove essential increase of Cu and Pb solubility, despite considerable amounts of dissolved organic matter present in one sludge. This effect can be explained by the sorption of chelated forms of metals by highly humified organic matter.

PL

Celem pracy było badanie wpływu substancji kompleksujących na rozpuszczalność metali z zanieczyszczonych gleb i osadów poflotacyjnych górnictwa miedzi. Do testów ekstrakcji przeprowadzonych metodą wytrząsania w zawiesinie, zastosowano sole amonowe (chlorek i azotan (V)), kwasy organiczne (winowy i cytrynowy), aminokwasy (glicynę i histydynę) oraz syntetyczne substancje chelatujące EDTA (kwas wersenowy, tj. kwas etylenodiaminotetraoctowy) i EDDS (kwas etylenodiaminodibursztynowy], w dawce 5 mmol o kg-1. Wykonano także podobne testy z dwoma rodzajami komunalnych osadów ściekowych o różnym stopniu stabilizacji biochemicznej. W doświadczeniach badano osiem próbek osadów poflotacyjnych ze składowisk Żelazny Most oraz Wartowice oraz 2 próbki gleb zanieczyszczonych z sąsiedztwa hut miedzi w Legnicy i Głogowie. Całkowite zawartości badanych pierwiastków w osadach wynosiły: Cu: 1300-3800 mg o kg-1, Pb: 80-300 mg o kg-1 oraz Zn: 23-35 mg o kg-1. Zawartości tych pierwiastków w glebach wynosiły: Cu: 1270-1500 mg o kg-1, Pb: 304-336 mg o kg-1 oraz Zn: 80-89 mg o kg-1. Skuteczność ekstrakcji metali z osadów i gleb była zróżnicowana. Najsilniej rozpuszczające na Cu działał EDTA, który ekstrahowa) 7-39 % całkowitej zawartości Cu oraz 2-18 % Pb. Skuteczność rozpuszczania Cu z gleb i osadów pozostałymi odczynnikami układała się w szereg: kwas cytrynowy (dla osadów) > glicyna > histydyna > EDDS > kwas cytrynowy (dla gleb) > kwas winowy > chlorek amonowy > azotan amonowy. Dla pozostałych dwóch metali szereg ten nie był identyczny. Mimo znacznej zawartości łatwo rozpuszczalnej substancji organicznej w nieustabilizowanych osadach ściekowych, w testach z osadami ściekowymi nie stwierdzono znaczącego wzrostu rozpuszczalności Cu i Pb. Praktyczne znaczenie rozpuszczania metali wskutek chelatowania może być ograniczone ze względu na silne sorbowanie połączeń metali przez shumifikowaną substancję organiczną.

Słowa kluczowe

EN

soil; heavy metals; solubility; chelates; complexing; sewage sludge

PL

gleba; metale ciężkie; rozpuszczalność; chelaty; kompleksowanie; osady ściekowe

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Ecological Chemistry and Engineering. A
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 17, nr 4-5
• Strony: 395--403
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz., tab.

Twórcy

autor

Karczewska A.

autor

Milko K.

• Instytut Nauk o Glebie i Ochronie Środowiska Uniwersytet Przyrodniczy we Wrocławiu,

Bibliografia

• [1] Piestrzyński A. (ed.): Monografia KGHM S.A. Wyd. CBPM Cuprum, Wrocław-Lubin 1996 (in Polish).
• [2] Bogda A., Szopka K. and Karczewska A.: [in:] Obieg pierwiastków w przyrodzie, Monografia II, Ed. IOŚ, Warszawa 2003, p. 238-241 (in Polish).
• [3] McBride M.B.: Adv. Soil Sci. 1989, 10, 1-56.
• [4] Norvell W.A.: [in:] Micronutrients in agriculture, 2nd ed., 1991, SSSA Book Series 4, Madison, WI.
• [5] Karczewska A.: Zesz. Nauk. AR we Wrocławiu, 432, 2002, CLXXXIV (in Polish).
• [6] Kaschl A., Romheld V. and Chen Y.: Sci. Total Environ. 2002, 291(1-3), 45-57.
• [7] Weng L., Temminghoff E.J.M., Lofts S., Tipping E. and Van Riemsdijk W.H.: Environ. Sci .Technol. 2002, 36(22), 4804-4810.
• [8] Ashworth D.J. and Alloway B.J.: Enyiron. Pollut. 2004, 127(1), 137-144.
• [9] Wong J.W.C., Li K.L., Zhou L.X. and Selvam A.: Geoderma 2007, 137(3), 310-317.
• [10] Theodoratos P., Moirou A., Xenidis A. and Paspaliaris J.: J Hazard. Materials 2000, 77(1-3), 177-191.
• [11] Oliver W., Hass A., Merrington G., Fine P. and McLaughlin M.J.: J. Environ. Qual. 2005, 34, 508-513.
• [12] Stuczynski T., Siebielec G., DanielsW.L., McCarty G.W. and Chaney R.L.: J. Environ. Qual. 2007, 36, 1154-1162.
• [13] McBride M.B.: Adv. Enyiron. Res. 2003, 8(1), 5-19.
• [14] Sauve S., Manna S., Turmel M.C., Roy A.G. and Courchesne F.: Environ. Sci. Technol. 2003, 37(22), 5191-5496.
• [15] Ostrowska A., Gawliński S. and Szczubiałka Z.: Metody analiz i oceny właściwości gleb i roślin - katalog, Ed. IOŚ, Warszawa 1991 (in Polish).
• [16] Polskie Towarzystwo Gleboznawcze 2008. Klasyfikacja uziarnienia gleb i utworów mineralnych 2008 [online] http://www.ptg.sggw.pl/images/Uziarnienie_PTG_2008.pdf [in Polish].