Laterite as a filter media for reducing some priority inorganic contaminants in water

• Autorzy: Sarkar A. R. , Goswami J. , Banerjee A. , Sarkar M.

Warianty tytułu

PL

Lateryt jako medium filtracyjne do usuwania niektórych priorytetowych nieorganicznych zanieczyszczeń z wody

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Occurrence of elevated concentration of different inorganic pollutants in surface and/or ground water has created immense social problems. Among the various toxicants, heavy metal ions and fluoride are the priority contaminants, considering their magnitude, time of residence and human health hazards. While the heavy metals enter the water bodies primarily through industrial discharge (1), fluoride may come both from industries as well as via geological sources (2). All these toxicants are of serious concerns to the environmentalists due to their non-biodegradable character (3). Occurrence of excessive fluoride in ground water, causes serious and irreversible health damage, known as fluorosis. At present twenty nine countries including India are facing the problem due to excess fluoride in ground water (4). A conservative estimate of fluoride victims around the globe, at present is 67 million while 64 million people are at risk (5). All the chemicals were of analytical-reagent grade. Stock solutions (1000 ppm) of Cu(II), Ni(II), Zn(II), Fe(II) were prepared by dissolving the respective metal salts in doubly distilled water. Fluoride solution (stock) of 100 ppm was prepared by dissolving potassium fluoride in doubly distilled water, kept in plastic container. Laterite obtained from Bankura, (West Bengal, India) was washed with doubly distilled water, air-dried and sieved at different size fractions. Activated carbon is considered as a universal and most efficient adsorbent for treatment of water contaminated by a wide range of pollutants (16). But its higher cost limits its use. Therefore, more research is directed towards the search of alternative adsorbents. In India laterite is readily available in plenty, as a large area is covered by laterite. Therefore laterite filter media can be used as an alternative, for some metal ions and fluoride removal. Moreover the capacity of laterite filter media in suitable experimental conditions is more or less comparable to activated carbon, at least for some solutes. Further the laterite media can be extended for development of a simple household filter.

PL

Pojawienie się podwyższonych stężeń różnych nieorganicznych zanieczyszczeń w wodach powierzchniowych i/lub gruntowych spowodowało pojawienie się ogromnych problemów społecznych. Spośród wielu różnych substancji toksycznych, metale jony metali ciężkich oraz fluor są zanieczyszczeniami priorytetowymi, biorąc pod uwagę ich rozpowszechnienie, czas pozostawania w środowisku oraz zagrożenie jakie niosą dla życia i zdrowia ludzkiego. Podczas gdy metal ciężkie trafiają do środowiska głównie poprzez zrzut ścieków przemysłowych, to fluor może pochodzić zarówno ze źródeł przemysłowych jak również ze źródeł geologicznych. Wszystkie te związki stanowią bardzo poważny problem z powodu ich trudno biodegradowalnego charakteru. W badaniach, których wyniki przedstawiono w niniejszym referacie, zastosowano lateryt do efektywnego usuwania metali ciężkich: miedzi, niklu, cynku i żelaza oraz fluoru z wody. Lateryt jest zwietrzałą skałą dostępną w dużych ilościach w wielu częściach Indii. Jest to więc materiał łatwo dostępny i tani. Co więcej proces adsorpcji jest prosty w prowadzeniu i może być stosowany nawet przez ludzi mieszkających na wsi. Główne składniki laterytu to: krzemionka, tlenek glinu, oraz tlenek żelazowy. Pozostałe składniki to różne tlenki metali: sodu, potasu, wapnia, magnezu manganu i tytanu. Proces sorpcji wybranych metali na laterycie badano zarówno w warunkach statycznych jak i dynamicznych. Metoda statyczna służyła do określenia pojemności sorpcyjnej oraz kinetykę procesu adsorpcji. Metodę dynamiczną zastosowano do określenia wpływu prędkości przepływu i objętości próbki na wyniki adsorpcji w kolumnie. Badania wykazały, że usuwanie poszczególnych metali zachodziło według następującego szeregu powinowactwa: Fe(II) > Cu(II) > Ni(II) > Zn(II). Efektywność usuwania fluoru w czasie adsorpcji w kolumnie przekraczała 96%. Na podstawie danych równowagi obliczono czas połowicznego wyczerpania złoża, czyli czas potrzebny na wyczerpanie połowy całkowitej pojemności sorpcyjnej laterytu. Z badań wynika, że wartość ta waha się od 20 do 45 minut dla jonów poszczególnych metali (tabela 2), oraz wynosi 40 minut podczas adsorpcji fluoru. Niższe wartości t1 wskazują, że kinetyka interakcji pomiędzy laterytem a usuwanym składnikiem jest wystarczająco szybka. Wyniki badań pokazują, że pojemność sorpcyjna laterytu jako medium filtracyjnego, w odpowiednich doświadczalnych warunkach jest mniej więcej porównywalna z pojemnością węgla aktywnego, przynajmniej dla niektórych usuwanych substancji. W związku z tym celowe są dalsze badania nad zastępowaniem węgla aktywnego laterytem w prostych domowych filtrach oczyszczających wodę.

Słowa kluczowe

PL

zanieczyszczenie wody; metale ciężkie; fluor; filtry do oczyszczania wody; lateryt

• Wydawca: Politechnika Koszalińska
• Czasopismo: Rocznik Ochrona Środowiska
• Rocznik: 2004
• Tom: Tom 6
• Strony: 9--18
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Sarkar A. R.

• University of Kalyani, India

autor

Goswami J.

• University of Kalyani, India

autor

Banerjee A.

• University of Kalyani, India

autor

Sarkar M.

• University of Kalyani, India

Bibliografia

• 1. Sarkar M., Dutta P.K.: Sorption Recovery of Copper Ion in Aqueous Solution Jr. Indust. Poll. Control, 17, 179–190. 2001.
• 2. Sarkar M., Chakrabarty S., Banerjee A.: Fluoride Contamination in Groundwater in Birbhum District of West Bengal – A Geoenvironmental Hazard Ed. A. G. Paithankar, P. K. Jha, R. K. Agarwal, Oxford IBH Publishing Co. Pvt. Ltd., New Delhi 2000. p.191–194.
• 3. Horwarth D. J.: The Substances and Health – A Handbook Marcel Dekker Inc., New York 1996.
• 4. Fluoride Research and Rural Development Foundation Report Ministry of Rural Developments, Government of India. 1999.
• 5. Sarkar M.: Occurrence of High Fluoride in Ground Water of Birbhum District of West Bengal Proc. 5th All Poland Conf. 2001.
• 6. WHO Guidelines for Drinking Water Quality Vol. I: World Health Organisation, Geneva 1984.
• 7. Gupta V.K.: Equilibrium Uptake, Sorption Dynamics, Process Development and Column Operations for Removal of Copper and Nickel from Aqueous Solution and Waste Water Using Activated Slag, A Low Cost Adsorbent Ind. Eng. Chem. Res., 37, 192–202. 1998.
• 8. Jeon B.H., Dempseis B.A., Burgos D., Royer R.A.: Sorption Kinetics of Fe(II), Zn(II), Co(II), Ni(II), Cd(II) and Fe(IV) / Me(II) onto Hematite Wat. Res., 37, 4135–4142. 2002.
• 9. Sarkar M., Dutta P.K., Das M.: Solid Phase Extraction for Decontamination of Alkali Metal, Alkaline Earth Metal and Ammonium Salts from Heavy Metal Ions J. Colloid Interface Sc., 246, 263–269. 2002.
• 10. Sarkar M., Dutta P.K.: Equilibrium Studies on the Optimization of Solid Phase Extraction Using Modified Silica Gel for Removal, Recovery and Preconcentration Prior to Determination of Some Metal Ions from Aqueous Samples of Different Origin Ind. Eng. Chem. Res., 41(26), 6745–6750. 2003.
• 11. APHA, AWWA, WPCF: Standard Methods for Examination of Water and Wastewater 19th ed.: APHA, Washington 1999.
• 12. Method of Soil Analysis Pt I & II: Ed. C. A. Black; Am. Soc. Argon., Madison 1965.
• 13. Sarkar M., Dutta P.K.: Sorption Aided Process for Removal and Recovery of Zinc(II) Using Salicylaldoxime Immobilized Silica Gel Ind. J. Chem. Tech., 9, 245–250. 2002.
• 14. Sarkar M., Banerjee A., Pramanick P.P.: Defluoridation of Fluoride Rich Drinking Water – an Ecotechnological Approach Proc. National Symposium on Recent Advances In The Methods Of Chemical Analysis In Industry And Environment, 2003.
• 15. Cotton F.A., Wilkinson G., Gaus P.: Basic Inorganic Chemistry, John Wiley & Sons. N.Y. 1976.
• 16. Swamy M.M., Mall J.D., Prasad B., Mishra J.M.: Removal of Phenol by Adsorption on Coal Fly Ash and Activated Carbon Poll. Res., 16, 170–175. 1997.