Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Assessment of heavy metals inactivation in contaminated soil by coal fly and bottom ashes

Diatta J., Fojcik E., Drobek L., Spiżewski T., Krzesiński W.

Mineralogia

|

2017

|

Vol. 48, iss. 1/4

127--143

EN

The study compared coal fly and bottom ashes for their ability to inactivate metals and lead to soil remediation. Soil was artificially contaminated with Cu, Zn, Pb and Cd at five degrees. Next, both ashes were added at five rates: 0, 0.5, 1.0, 1.5 and 2.0% and all treatments incubated. Data showed that for moderately contaminated soils, ash rates of 0.5 – 1.0% were efficient from 40 to 70% for Zn and Cd, and raised markedly to between 70 and 93% for Cu and Pb. For extremely contaminated soils, the rates of ashes at 1.0, 1.5 and 2% were much more efficient (60 – 80%). The use of fly and bottom ashes for metal inactivation and soil remediation should give greater consideration to the effect of pH and the type of heavy metals than the content of SiO2 and Al2O3. Fly ash displayed superior inactivation and remediation effects to the bottom ash.

2

Zastosowanie zeolitu i bentonitu do stabilizacji ołowiu w glebie zanieczyszczonej

Andrzejewska A., Diatta J., Spiżewski T., Krzesiński W., Smurzyńska A.

Inżynieria Ekologiczna

|

2017

|

Vol. 18, nr 4

1--6

PL

Ołów jest pierwiastkiem toksycznym, który często włącza się w łańcuch troficzny. Jest słabo podatny na migrację w głąb profilu glebowego, a jego obecność w wierzchnich warstwach gleb spowodowana jest czynnikami antropogenicznymi. Zeolity to krystaliczne, uwodnione glinokrzemiany zawierające w swojej budowie system komór oraz kanałów powiązanych ze sobą. To samo dotyczy bentonitów, które zawierają nie mniej niż 75% montmorillonitu. Obydwa minerały / sorbenty odznaczają się dużą pojemnością sorpcyjną, z przewagą dla bentonitów. Wprowadzenie do gleby tych sorbentów umożliwia skuteczne unieruchomienie zanieczyszczeń, szczególnie metali ciężkich. Badania miały na celu ocenę właściwości stabilizacyjnych zeolitu oraz bentonitu na glebach zanieczyszczonych ołowiem. Sorbenty te zastosowano w różnych dawkach (0; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 3,0%) do gleby zanieczyszczonej ołowiem, a następnie inkubowano całość przez cztery miesiące. Zmierzono odczyn (pH) gleby, przewodność elektrolityczną oraz całkowitą zawartość stałych substancji rozpuszczonych. Oznaczono formy całkowite, a także formy reaktywne (w 0,11 mola CH3COOH dm-3) ołowiu. Ocenę efektywności stabilizacyjnej Pb dokonano na podstawie zawartości frakcji reaktywnej ołowiu w poszczególnych obiektach z zeolitem jak i bentonitem. Stwierdzono, że dodatek zarówno zeolitu jak i bentonitu wpłynął na zmniejszenie stężeń aktywnych form ołowiu w glebach skażonych tym pierwiastkiem. Zatem oba sorbenty posiadają dobre właściwości stabilizacyjne i mogą być wykorzystywane do skutecznego unieruchamiania ołowiu w glebie zanieczyszczonej antropogenicznie.

EN

Lead is a toxic element, which is often incorporated into the trophic chain. It is resistant to migration into the soil profile and its presence in the upper layers of the soil is caused by anthropogenic factors. Zeolites are crystalline hydrated aluminosilicates containing a system of connected chambers and channels in their structure. The same properties apply to the bentonite which contains at least 75% montmorillonite. Both clay mineral / sorbents are characterised by high sorptive properties, which are greater in the case of the bentonite. Incorporation of these sorbents into the soil can effectively immobilize contaminants, especially heavy metals. The study evaluated the properties of zeolite and bentonite for stabilizing lead (Pb) in a contaminated soil. Sorbents were applied at different rates – 0, 0.25, 0.5, 1.0, 2.0, and 3.0% – to the contaminated soil and incubated for four months. Soil reaction (pH) and the electrical conductivity (EC) were measured. The total content of Pb and the reactive forms (extracted by 0.11 mol CH3COOH dm-3) were determined in the examined soil samples. Evaluation of the stabilization efficiency of Pb was performed on the basis of the fractions of the reactive lead. It was found that the addition of both zeolite and bentonite decreased the concentrations of the active forms of lead in soils. Thus, the two sorbents are characterized by a good stability and can be used for efficiently immobilizing lead in the soil contaminated through anthropogenic activity.

3

Application of Geochemical Indices for Assessing Lead and Cadmium Contamination in Recreational Parks of the City Poznan

Diatta J.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2012

|

Vol. 19, nr 1-2

35-44

EN

Recreational Parks (RP) of the city Poznan were investigated in October 2009 in order to evaluate contamination state of their soils by lead and cadmium. From the Recreational Park Marcinkowski – RPM, Recreational Park Solacki – RPS, Recreational Park Wodziczko – RPW and Recreational Park Piatkowo – RPP the soil samples were collected at two depths, ie 0–10 and 10–20 cm, in the quantity of 36, 52, 32 and 34, respectively. The total content of Pb and Cd was determined in these samples, as well as some their selected physical and chemical properties. Detailed assessment of the soil contamination state was undertaken on the basis of different indices such as geochemical accumulation index (Igeo), factor (C f i ) and degree (Cdeg) of contamination. The evaluation of soils made by applying Pb-Igeo has shown that parks may be ranged as follows: RP Piatkowo < RP Solacki < RP Wodziczko < RP Marcinkowski. The concern and threat related to the impact of Pb on humans requires more restrictive limits of content, hence geochemical background (GB) values as reported by Czarnowska [20] may be considered as more adapted for protecting from potential health hazards. In the case of cadmium, the Cd-Igeo based contamination assessment allowed to organize parks accordingly: RP Piatkowo < RP Marcinkowski < RP Solacki < RP Wodziczko. Cadmium contribution in the overall contamination (Cdeg) changed as did the Cd-Igeo indices. This was mostly reflected in the RPs Wodziczko and Solacki and intermediately in the RP Marcinkowski. On the basis of the performed geochemical evaluation of soil Recreational Park Piatkowo is the sole to be classified as free from Pb and Cd contamination threat.

PL

Rekreacyjne Parki (RP) miasta Poznań zbadano w październiku 2009 r. w celu oceny stanu zanieczyszczenia ich gleb ołowiem i kadmem. Z Parku Marcinkowskiego - RPM, Parku Sołackiego - RPS, Parku Wodziczki - RPW i Parku Piątkowo - RPP pobrano próbki gleby z dwóch głębokości (0-10 10-20 cm) w ilości odpowiednio: 36, 32, 52 i 34. Oznaczono całkowitą zawartość Pb i Cd oraz wybrane właściwości fizyczne i chemiczne tych próbek gleby. Szczegółową ocenę stanu zanieczyszczenia gleb rzeprowadzono na podstawie różnych wskaźników, takich jak: geochemiczny indeks akumulacji (Igeo) oraz spółczynnik (C współczynnik ) i stopień (Cdeg) zanieczyszczenia.

4

Assessment of Heavy Metals Contamination in Recreational Parks of Poznan

Diatta J., Przygocka-Cyna K., Biber M., Łukowiak R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2011

|

Vol. 18, nr 9-10

1211-1218

EN

City Recreational Parks (RP) exert important functions for inhabitants of great agglomerations. They create peculiar ecosystem subjected to high pressure of anthropogenic factors (ie, motorization, maintenance, dusts), which may be a source of heavy metal contamination. Four parks located within the city Poznan have been: RP Marcinkowski (RPM), RP Solacki (RPS), RP Wodziczko (RPW) and RP Piatkowo (RPP). The aim of the work was to apply different quantitative methods for assessing heavy metal contamination state of these parks and to outline the encountered difficulties in the choice of the appropriate method. On the basis of the assessment made by the IUNG suggestion [16], it appeared, that soils of all Recreational Parks may be considered as not contaminated by Pb, Cu and Zn. Cadmium was the main contaminant of RPM, RPS and RPW soils. The use of data representing the geochemical background [17], classifies soils of all parks as contaminated to polluted, even, whereas the evaluation made on the basis of mean heavy metal contents of Polish soils [18], stated that cadmium solely exceeded the reference value. Criteria reported in the Minister of Environment Directive [19] dealing with heavy metal thresholds seem to be less restrictive. The resulting assessment revealed that soils of investigated parks are free of any contamination.

PL

Rekreacyjne Parki (RP) miejskie spełniają ważne funkcje dla mieszkańców wielkich aglomeracji. Tworzą swoisty ekosystem, który jest poddany silnej presji czynników antropogenicznych (motoryzacja, prace pielęgnacyjne, pyły) mogących być źródłem zanieczyszczenia metali ciężkimi. Badaniami objęto cztery parki mieszczące się w mieście Poznań: RP Marcinkowskiego (RPM), RP Sołacki (RPS), RP Wodniczki (RPW) i RP Piątkowo (RPP). Celem pracy było zastosowanie różnych metod ilościowej oceny stanu zanieczyszczenia gleb tych parków metalami ciężkimi oraz wskazanie na trudności wyboru odpowiedniej metody. Z oceny przeprowadzonej metodą zaproponowaną przez IUNG [16] wynika, że gleby wszystkich parków są niezanieczyszczone Cu, Zn i Pb. Kadm był głównym czynnikiem zanieczyszczającym gleby RPM, RPS i RPW. Gdy zastosowano jako kryterium tło geochemiczne [17], gleby parków zaliczono do grup od zanieczyszczonych do skażonych, natomiast według oceny dokonanej w oparciu o średnie zawartości metali ciężkich dla gleb polskich [18], tylko zawartość kadmu znacznie przekraczała wartość referencyjną. Kryteria zamieszczone w Rozporządzeniu Ministra Środowiska [19] odnośnie progowych zawartości metali ciężkich wydają się być "mniej restrykcyjne". Ocena przeprowadzona w oparciu o te wartości progowe wykazała, że gleby badanych parków są wolne od zanieczyszczeń.

5

Application of the Partition Coefficient for Assessing Heavy Metals Mobility Within the Miasteczko Slaskie Zinc Smetler Impact Zone (Poland)

Diatta J., Wirth S., Chudzińska E.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2010

|

Vol. 17, nr 9

1203-1212

EN

The present paper outlines some approaches, which were suggested for assessing heavy metals (Cu, Zn, Pb and Cd) mobility in soils contaminated by a zinc smelter activity. The concept was based on the assumption that partition coefficients, as ratios of total (assayed by aqua regia) metal contents to exchangeable (extracted by 1 mol CH3COONH4 dm–3 , pH 7.0) or to bioavailable (extracted by 0.1 mol NaNO3 dm–3) metal contents, will be more predictive in assessing metals mobility as compared with single extractions. The calculated partition coefficients for exchangeable and bioavailable metal forms were respectively termed Kd-Ex and Kd-Bio, which in turn were intended to represent the statico-dynamic nature of heavy metal mobility. It was found that metal mobility followed the sequence Cd > Zn > Pb > Cu, which implies that Cd and Zn will evoke more threat due to greater susceptibility for mobility. Regressions for the pairs logKd versus pH were applied in order to exhibit the proton generating capacity of each metal. The average calculated proton coefficient in the case of exchangeable metal forms amounted to 0.16 mole of protons released for each mole of Cu, Zn and Pb. In contrast, the proton coefficient for Cd was about 81 % greater. The estimation made on the basis of bioavailable metal forms showed, that Cd and Zn retention by soils generated, respectively 77 and 131 % more protons as compared to Pb. In terms of environmental concern, it may be formulated, that the higher the proton generating capacity, the highest the metal mobility, and thus the weakest partition to the solid phase.

PL

Praca przedstawia zagadnienia związane z oceną ruchliwości metali ciężkich (Cu, Zn, Pb, Cd) w glebach zanieczyszczonych w wyniku działalności huty cynku. Koncepcja opierała się na założeniu, że współczynniki podziału jako stosunki całkowitej zawartości metali (oznaczonej w wodzie królewskiej) do zawartości wymiennych (ekstrahowanych przez 1 mol CH3COONH4 dm-3 , pH 7.0) lub do zawartości biodostępnych (ekstrahowanych przez 0.10 mol NaNO3 dm-3 ) metali są bardziej przydatne do prognozowania ruchliwości metali ciężkich niż w przypadku pojedynczych ekstrakcji. Obliczone współczynniki podziału przyjęto odpowiednio jako Kd-Ex i Kd-Bio, które z kolej miały odzwierciedlić statyczno-dynamiczny charakter ruchliwości metali ciężkich. Uzyskane wyniki przedstawiają szereg Cd > Zn > Pb > Cu, z którego wynika, że Cd i Zn stanowią większe zagrożenie z uwagi na większą ich ruchliwość w glebie. Zależności między log Kd a pH wykorzystano w celu obliczenia zdolności każdego metalu do generowania jonów wodorowych. Średnie wartości obliczone dla wymiennych form metali wynosiły 0.16 mola protonów uwolnionych na każdy mol Cu, Zn i Pb w odróżnieniu od Cd, dla którego wartość ta była o 81 % większa. Oszacowanie dokonane na podstawie zawartości biodostępnych form metali ujawniło, że zatrzymywanie Cd i Zn przez gleby spowodowało generowanie odpowiednio o 77 i 131 % więcej protonów w porównaniu z Pb. Biorąc pod uwagę zagrożenie przyrodnicze, należy przyjąć, że im większa zdolność do generowania protonów, tym większą ruchliwość wykazuje dany metal i tym samym słabsze jest jego zatrzymywanie przez fazę stałą gleby.

6

Assessment of Chemical Degradation of Selected Soil Properties as Induced by Copper, Zinc and Hydrogen

Diatta J., Skubiszewska A., Witczak R.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2009

|

Vol. 16, nr 5/6

532-540

EN

The concept of this study was based on the evaluation of the impact of copper (Cu), zinc (Zn) and hydrogen protons (H+) on selected chemical characteristics of two arabie soils: light loamy sand (No. 1) and silty soil (No. 2). The targeted chemical alterations of the soils concerned pH changes, water soluble forms of Cu and Zn and displaced alkaline cations as induced by Cu, Zn and H incorporation. Preliminarily, the amounts of exchangeable alkaline cations (ExAC = Ca + Mg + K + Na) were extracted by using l M CH3COONH4, pH 7.0 and these amounts were used for calculating amounts of Cu, Zn and H to be incorporated as follows: copper as CuSO4 o 5H2O, zinc as ZnSO4 o 7H2O and hydrogen in the form of HCl at spiking rates corresponding to 0, 5, 10, 30, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 500 and 1000 % of ExAC. Treatments were incubated for 16 weeks at 18 Celsjus degree and kept at 75-85 % WHC (water holding capacity). Copper, zinc and hydrogen effects on soil chemical properties can be first observed throughout pH changes, which were more pronounced for H treatments as compared with Cu and Zn ones. The amounts of water extractable Ca (ie displaced) at Cu and Zn spiking rates of 1000 % ExAC are 25 and 21 times higher, respectively, for the soil No. l (light loamy sand), whereas for the soil No. 2 (silty soil), 44 and 38 times higher, as compared with the control treatment. The impact of H is intermediate and represents 24 and 35 times, for the soils No. l and No. 2, respectively. Results reported in the paper drive specific attention on the destructive effects of Cu, Zn and H, separately. The joint impact of these metals along with protons is the córę of agroenvirontnental concem. The chemical degradation established on the basis of water extractable alkaline cations (WEAC) follows the range: H > Cu > Zn.

PL

Koncepcja przedstawionych badań dotyczy oceny oddziaływania miedzi (Cu), cynku (Zn) i protonów (jonów wodorowych H+) na wybrane właściwości chemiczne dwóch gleb uprawnych: piaskugliniastego lekkiego (gleba Nr 1) i iłu pylastego (gleba Nr 2). Badane zmiany dotyczyły pH, wodorozpuszczalnych form Cu, Zn oraz kationów alkalicznych wypartych z koloidów glebowych pod wpywem wniesienia do obu gleb jonów Cu, Zn i H. Wymienne kationy alkaliczne (ExAC = Ca + Mg + K + Na] ekstrahowano uprzednio przy użyciu roztworu 1 M CH3COONH4 przy pH 7.0, a uzyskane dane służyły do obliczenia ilości Cu, Zn i H do wniesienia do gleb w postaci: miedź jako CuS0-4 o 5H2O, cynk - ZnSO4 o 7H2O i wodór w formie HCl. Dawki tych jonów odpowiadaty O, 5, 10, 30, 60, 100, 150, 200, 300, 400, 500 i 1000 % ExAC. Obiekty inkubowano przez 16 tygodni w temperaturze 18 °C oraz 75-85 % PPW (Polowej Pojemności Wodnej). Oddziaływania jonów Cu, Zn i H na chemiczne właściwości gleb ujawniły się najpierw poprzez zmiany odczynu, które były znaczące dla obiektów z jonem wodoru w porównaniu z obiektami z Cu i Zn. Wodnorozpuszczalne ilości Ca (tzn. wyparte) przy dawkach Cu i Zn wynoszących 1000 % ExAC są odpowiednio 25 i 21 razy większe dla gleby Nr 1 (piasku gliniastym lekkim), podczas gdy dla gleby Nr 2 (iłu pylastego), odpowiednio 44 i 38 w porównaniu z obiektem kontrolnym. Oddziaływanie jest natomiast pośrednie, czyli 24 i 35 większe, odpowiednio dla gleby Nr 1 i Nr 2. Wyniki przedstawione w pracy zwracają szczególną uwagę na destrukcyjne działania jonów Cu, Zn i H stosowanych oddzielinie. Łączne oddziaływanie obu metali wraz z protonami wywołuje negatywne skutki w ekosystemach poddanych antropopresji. Szereg degradacji chemicznej oparty na ilościach wodnorozpuszczalnych kationów licznych (WEAC) kształtował się następująco: H > Cu > Zn.