Sorption of Pb2+ ions from aqueous solutions on organic wastes (Part I)

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

Warianty tytułu

PL

Sorpcja jonów Pb2+ z roztworów wodnych na odpadach organicznych (Część I)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This article presents the results of the research on the Pb2+ ions sorption from model aqueous solutions on walnut shells, plum stones and sunflower hulls. 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 studied sorbents was described by the Langmuir model. The best sorption capacity has been revealed for sunflower hulls. The maximum sorption capacity for this material was 36.9 mg/g.

PL

W artykule przedstawiono wyniki badań, które dotyczyły usuwania jonów Pb2+ z modelowych roztworów wodnych za pomocą odpadów organicznych, takich jak: łuski słonecznika, łupiny orzecha włoskiego i pestki śliwek. Dla badanego zakresu stężeń od 6,0-110 mg/dm3 i warunków procesu największą wydajność sorpcji, będącą w zakresie (89,4-96,3)% uzyskano dla łusek słonecznika. W przypadku łupin orzecha włoskiego i pestek śliwek sorpcja jonów Pb2+ jest znacznie niższa a jej wydajność wynosi odpowiednio (60,8-78,7)% i (62,3-81,3)%. Zbadano także wpływ stężenia sorbentu, pH roztworu i temperatury na badany proces sorpcji. Dla wszystkich materiałów optymalne stężenie sorbentu wyniosło 5 g/dm3. Powyżej tej wartości nie obserwowano istotnych zmian w stopniu redukcji jonów Pb2+ (rys.2). We wszystkich przypadkach maksima sorpcji osiągnięto przy pH równym 4,0±0,1 co obrazuje rysunek 3. Obniżenie sorpcji, występujące przy pH poniżej i powyżej wartości 4,0 prawdopodobnie związane jest to z ładunkiem gromadzącym się na powierzchni sorbentu (elektrostatyczne odpychanie i przyciąganie badanych jonów). Wartość pH roztworu determinuje także formę oraz stężenie badanego jonu w roztworze. W roztworach silnie kwaśnych ołów występuje głównie w postaci kationów. Stopniowy wzrost pH prowadzi do tworzenia jonów kompleksowych i strącania go w postaci wodorotlenku. Wykazano również, że ze wzrostem temperatury w zakresie (293-313)K następuje stopniowy spadek sorpcji, co prawdopodobnie może być związane z niszczeniem miejsc aktywnych obecnych na powierzchni sorbentu lub przesunięciem równowagi procesu na korzyść desorpcji (rys. 4). Wyniki uzyskane potwierdzają również egzotermiczną naturę badanego procesu sorpcji. Adsorpcję jonów Pb2+ na użytych sorbentach opisano za pomocą modelu Langmuira. Założenia tego modelu podano w rozdziale 4.1. Najlepsze właściwości sorpcyjne w stosunku do jonów Pb2+ wykazałyłuski słonecznika. Maksymalna pojemność sorpcyjna dla tego sorbentu wyniosła 36,9 mg/g (tabela 1, rysunek 5). W przypadku łupin orzecha i pestek śliwek stała qmax izotermy Langmuira przyjmuje wartości równe 23,1 mg/g i 21,2 mg/g.

Słowa kluczowe

EN

sorption; lead ions; organic wastes

PL

sorpcja; jony ołowiu; odpady organiczne

• Wydawca: Instytut Mechaniki Górotworu PAN
• Czasopismo: Archives of Mining Sciences
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. 58, no. 4
• Strony: 1241--1250
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Bożęcka A.

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

autor

Sanak-Rydlewska S.

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

Bibliografia

• Aleksander-Kwaterczak U., Ciszewski D., Szarek-Gwiazda E., Kwandrans J., Wilk-Wożniak E., Waloszek A., 2010. Wpływ historycznej działalności kopalni rud Zn-Pb w Chrzanowie na stan środowiska wodnego doliny Matyldy. Górnictwo i Geologia, 5/4, 21-30.
• Bansal R.Ch., Goyal M., 2009. Activated Carbon Adsorption. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa.
• Baran A. , Śliwka M., Lis M., 2013. Selected properties of flotation tailings wastes deposited in the Gilów and Żelazny Most waste reservoirs regarding their potential environmental management”. Arch. Min. Sci., Vol. 58, No. 3, p. 969-978.
• Chojnacka K., 2010. Biosorption and bioaccumulation - the prospects for practical applications. Environment Internetional, 36, 299-307.
• Dojlido J., 1995. Chemia wód powierzchniowych. Wydawnictwo Ekonomia i Środowisko, Bydgoszcz.
• Farooq U., Kozinski J.A., Khan M., A., Athar M., 2010. Biosorption of heavy metal ions using wheat based biosorbents - a review of the recent literature. Bioresource Technology, 101, 5043-5053.
• Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2010. Sorpcja jonów Pb2+ z roztworów wodnych na łupinach orzecha włoskiego. Przemysł Chemiczny, 89/9, 1225-1229.
• Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2011a. A comparison of Pb2+ sorption from aqueous solution on walnut shells and plum stones. Polish Journal of Environmental Study, 20/4, 877-883.
• Gala A., Sanak-Rydlewska S., 2011b. Removal of of Pb2+ ions from aqueous solution on plum stones crushed to particle size below 0.5 mm. Arch. Min. Sci., Vol. 56, No. 1, p. 71-80.
• 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.
• Low K.S., Lee C.K., Liew S.C., 2000. Sorption of cadmium and lead from aqueous solution by spent grain. Process Biochemistry, 36, 59-64.
• Mohamad Ibrahim M.N., Wan Hgah W.S., Norliyana M.S., Wan Daud W.R., Rafatullah M., Sulaiman O., Hashim R., 2010. A novel agricultural waste adsorbent for the removal of lead(II) ions from aqueous solutions. Journal of Hazardous Materials, 182, 377-385.
• 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.
• Pino G.A.H., de Mesquita L.M., Torem M. L., 2006. Heavy metals biosorption by coconut shell powder. XIII International Mineral Processing Congress, t. 1, 448-452.
• Qi B.C., Aldrich C., 2008. Biosorption of heavy metals from aqueous solution with tobacco dust. Bioresource Technology, 99, 5595-5601.
• Rozporządzenie Ministra Środowiska z dnia 9 listopada 2011 r. w sprawie sposobu klasyfikacji stanu jednolitych części wód powierzchniowych oraz środowiskowych norm jakości dla substancji priorytetowych (Dz.U.11.257.1545).
• 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.
• Uluozlu O.D., Sari A., Tuzen M., Soylak M., 2008. Biosorptio n of Pb(II) and Cr(III) from aqueous solution by lichen (Parmelina tiliaceae) biomass. Bioresource Technology, 99, 2972-2980.