Removal of pb2+ ions from aqueous solutions on plum stones crushed to particle size below 0.5 mm

• Autorzy: Gala A. , Sanak-Rydlewska S.

Warianty tytułu

PL

Usuwanie jonów Pb2+ z roztworów wodnych na frakcji pestek śliwek poniżej 0,5 mm

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of the research on the Pb2+ sorption from aqueous solutions on plum stones. For the used sorbent the depletion of Pb2+ in the solution was 47.2-81.3%. The effect of various factors, such as the concentration of natural sorbent, the pH, and the temperature was studied. The process of Pb2+ ions sorption on plum stones was described by the Langmuir and Freundlich models. The maximum sorption capacity of plum stones was for 21.2 mg/g.

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano wyniki badań dotyczących sorpcji jonów Pb2+ z roztworów wodnych na pestkach śliwek. Wykazano, że pestki śliwek mogą być wykorzystywane do usuwania jonów Pb2+ z roztworów wodnych. Dla badanego sorbenta redukcja zawartości jonów Pb2+ w roztworze wyniosła 47,2-81,3%. Zbadano również wpływ czynników, takich jak: stężenie sorbenta, pH roztworu i temperatura na badany proces sorpcji. Optymalne stężenie sorbenta wynosi 5 g/dm3, powyżej tej wartości stopień redukcji jonów Pb2+ nie zmienia się istotnie (rys. 4.1). Jest to prawdopodobnie związane ze zjawiskiem agregacji cząstek sorbenta w roztworze, które może ograniczać dostęp jonów metalu do miejsc aktywnych obecnych na powierzchni sorbenta. Do takiego samego wniosku doszedł w swojej pracy zespół Uluozulu (2008). Bardzo ważnym parametrem wpływającym na sorpcję jest odczyn pH. Wykazano, że najlepszą sorpcję na pestkach śliwek uzyskano przy pH 4,0š0,1 (rys. 4.2), w punkcie zerowego ładunku (tzw. pHzpc). W środowisku silnie kwaśnym ołów występuje głównie w postaci jonów Pb2+. Obniżenie sorpcji, występujące przy pH poniżej 4,0 prawdopodobnie jest związane z konkurencyjnym oddziaływaniem jonów wodorowych z jonami dwuwartościowego ołowiu oraz z dodatnio naładowaną powierzchnią sorbenta. Z kolei stopniowy wzrost pH prowadzi do tworzenia jonów kompleksowych i ostatecznie strącania się jonów ołowiowych w formie Pb(OH)2. Przy pH powyżej 5,0š0,1 prawdopodobnie tworzą się już jony hydroksylowe ołowiu i może rozpoczynać się proces strącania wodorotlenku ołowiu (Meena i in., 2008). Wykazano również, że ze wzrostem temperatury w zakresie (293-303)K następuje stopniowy spadek sorpcji (rys. 4.3). To potwierdza egzotermiczną naturę procesu sorpcji jonów Pb2+ na pestkach śliwek. Adsorpcję jonów Pb2+ na pestkach śliwek opisano przy pomocy modelu Langmuira i Freundlicha. Założenia obu modeli podano w tablicy 4.1. Wartość parametru a izotermy Langmuira pozwala oszacować maksymalną pojemność sorpcyjną sorbenta, czyli maksymalną ilość jonów metalu potrzebną do zapełnienia monowarstwy. Dla pestek śliwek stała a przyjmuje wartość 21,2 mg/g. Drugi parametr izotermy Langmuira, stała b reprezentuje energię adsorpcji. Im niższa wartość stałej b tym wyższe powinowactwo sorbentu w stosunku do jonów metalu. Dobry sorbent powinien charakteryzować się niską wartością współczynnika b i wysoką a. Parametr K Freundlicha umożliwia ocenę zdolności sorpcyjnych sorbenta a stała n określa intensywność adsorpcji (Han i in., 2005). Obliczona wartość współczynnika n równa 1,31 dla pestek śliwek, znajduje się w przedziale <1,10> co dowodzi, że proces adsorpcji na tym sorbencie jest "korzystny". Im wartość 1/n jest mniejsza tym większa jest niejednorodność energetyczna układu adsorpcyjnego (Bansal i Goyal, 2009). W przypadku pestek śliwek lepsze dopasowanie funkcji do danych pomiarowych uzyskano dla izotermy Freundlicha, co świadczy o niejednorodności powierzchni (Atkins, 2007).

Słowa kluczowe

EN

sorption; lead ions; plum stones

PL

sorpcja; jony ołowiu (II); pestki śliw

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 56, no 1
• Strony: 71--80
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., tab., wykr.

Twórcy

autor

Gala A.

autor

Sanak-Rydlewska S.

• University of Science and Technology, Faculty of Mining and Geoengineering, Al. Mickiewicza 30, 30-059 Krakow, Poland,

Bibliografia

• Atkins P.W., 2007. Physical chemistry. PWN, Warszawa.
• Baccar R., Bouzid J., Feki M., Montiel A., 2009. Preparation of activated carbon from Tunisian olive-waste cakes and its application for adsorption of heavy metal ions. Journal of Hazardous Materials, 162, 1522-1529.
• Bansal R.Ch., Goyal M., 2009. Activated Carbon Adsorption. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Dojlido J., 1995. Chemia wód powierzchniowych. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Bydgoszcz.
• Gupta S., Kumar D., Gaur J.P., 2009. Kinetic and isotherm modeling of lead(II) sorption onto some waste plant materials. Chemical Engineering Journal, 148, 226-233.
• Han R., Zhang J., Zou W., Shi J., Liu H., 2005. Equilibrium biosorption isotherm for lead ion on chaff. Journal of Hazardous Materials, 125, 266-271.
• Kazemipour M., Ansari M., Tajrobehkar S.,Majdzadeh M., Kermani H.R., 2008. Removal of lead, cadmium, zinc, and copper from industrial wastewater by carbon developed from walnut, hazelnut, almond, pistachio shell, and apricot stone. Journal of Hazardous Materials, 150, 322-327.
• Meena A.K., Kadirvelu K., Mishraa G.K., Rajagopal C., Nagar P.N., 2008. Adsorption of Pb(II) and Cd(II) metal ions from aqueous solutions by mustard husk. Journal of Hazardous Materials, 150, 619-625.
• Mizerski W., 2008. Tablice chemiczne. Adamantan, Warszawa.
• Moore J., Ramamoorthy J., 1984. Heavy metals in natural water. Springer-Verlag.
• Nadeema R., Hanif M.S., Shaheen F., Perveen S., Zafar M.N., Tahira I., 2008. Physical and chemical modification of distillery sludge for Pb(II) biosorption. Journal of Hazardous Materials, 150, 335-342.
• Qi B.C., Aldrich C., 2008. Biosorption of heavy metals from aqueous solution with tobacco dust. Bioresource Technology, 99, 5595-5601.
• Ravi Raja A., Vishal Babu G.N., Menezes G., Venkatesh T., 2008. Lead toxicity as a result of herbal medication. Indian Journal of Clinical Biochemistry, 23, 200-203.
• Rozporządzenie Ministra Zdrowia z dnia 29.03.2007 r. w sprawie jakości wody przeznaczonej do spożycia przez ludzi (Dz.U.07.61.417).
• Sanak-Rydlewska S., 2007. Eliminacja jonów ołowiu za pomocą sorbentów naturalnych. Konferencja Międzynarodowa nt.: "Zarządzania środowiskiem w aspekcie zrównoważonego rozwoju terenów uprzemysłowionych", Szczyrk, 20-22 marzec, 115-25.
• Sari A., Tuzen M., 2008. Biosorption of Pb(II) and Cd(II) from aqueous solution using green alga (Ulva lactuca) biomass. Journal of Hazardous Materials, 152, 302-308.
• Seńczuk W. (red.), 1999. Toksykologia. Wydawnictwo Lekarskie PZWL, Warszawa.
• Szydłowski H., 1996. Wstęp do pracowni fizycznej. UAM, Poznań.
• Tajar A.F., Kaghazchi T., Soleimani M., 2009. Adsorption of cadmium from aqueous on sulfurized activated karbon prepared from nut shells. Journal of Hazardous Materials, 165, 1159-1164.
• Uluozlu O.D., Sari A., Tuzen M., Soylak M., 2008. Biosorption of Pb(II) and Cr(III) from aqueous solution by lichen (Parmelina tiliaceae) biomass. Bioresource Technology, 99, 2972-2980.
• White Ch., Simon C., Wilkinson & Geoffrey M. Gadd, 1995. The role of microorganism in biosorption of toxic metals and radionuclides. International Biodeterioration & Biodegradation, 17-40.