Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Fractionation of heavy metals in bottom sediments and sewage sludges using sequential extraction

Dąbrowska L.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2016

|

Vol. 23, nr 1

63--75

EN

In order to determine the forms of heavy metals in bottom sediment or sewage sludge the speciation analysis is performed. The analysis is based on the sequential extraction of metals with increasingly aggressive solvents. The five steps extraction proposed by Tessier et al gained wide recognition. It extracts metals in following groups: exchangeable, associated with carbonates, with hydrated iron oxides and manganese oxides, with organic matter and metals that can be found in the residual fraction. Metals that can be found in the two first fractions (exchangeable and carbonate) are believed to be mobile. As a result of research carried out by the Standards, Measurements and Testing Programme of the European Commission, formerly the Community Bureau of Reference, a shorter, three-stage extraction procedure known as the BCR procedure was accepted. Comparison of heavy metal (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr) fractionation methods was done. Two different sequential extraction methods were investigated: Tessier, and BCR method. For the experiment following materials were used: certified reference material LGC6181, sewage sludge were collected from mechanical biological municipal wastewater treatment plant located in Czestochowa, and bottom sediment from the Poraj Reservoir. After results comparison, it was stated that content of particular chemical forms of heavy metals in total amount in certified material, sewage sludge and bottom sediment vary depending on used extraction method. In case of certified material differences referred to cadmium concentrations in exchangeablecarbonate, iron and manganese oxides, and zinc in residual (insoluble compounds) fractions. Also in sewage sludge and bottom sediment cadmium concentrations measured in exchangeable-carbonate, in organic-sulfide, and in residual (insoluble compounds) fractions after extraction according to Tessier method, did not equal to values obtained after use of BCR extraction method. This also applied to zinc and lead concentrations in iron and manganese oxides fraction. The discrepancy between the results could be explained with both: used extractants, and extraction conditions (different reagents, temperature, and time). The results point out how important is the choice of a proper extraction method depending on the aim of speciation analysis but also depending on the analyzed chemical forms of heavy metals.

PL

W celu określenia form chemicznych metali ciężkich w osadach dennych, czy też w osadach ściekowych wykonuje się analizę specjacyjną opartą na ekstrakcji sekwencyjnej, która polega na stopniowym wydzielaniu metali z osadów roztworami o wzrastającej agresywności. Szerokie uznanie zdobyła pięciostopniowa ekstrakcja zaproponowana przez Tessiera i współpracowników, której zastosowanie umożliwia wydzielenie metali wymienialnych, związanych z węglanami, z uwodnionymi tlenkami żelaza i manganu, z materią organiczną oraz pozostałych. Za mobilne uważa się metale występujące w dwóch pierwszych frakcjach (wymiennej i węglanowej). W wyniku prowadzonych prac w ramach Programu Pomiarów i Testowania w Komisji Unii Europejskiej przyjęto skróconą, trzy etapową ekstrakcję, znaną jako procedura BCR. Przeprowadzono porównawcze badania frakcjonowania metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr), wykorzystuj ąc ekstrakcję sekwencyjną stosowaną przez Tessiera oraz procedurę BCR. Materiałem badawczym były: materiał certyfikowany LGC 6181, osad ściekowy pochodzący z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków komunalnych w Częstochowie oraz osad denny pobrany ze zbiornika zaporowego Poraj. Porównując wyniki, stwierdzono różny udział określonych form chemicznych metali ciężkich w całkowitej ich zawartości w badanych próbkach w zależności od zastosowanej procedury ekstrakcji. Dla materiału certyfikowanego rozbieżności dotyczyły głównie zawartości kadmu we frakcji wymienno-węglanowej oraz tlenków żelaza i manganu, cynku we frakcji pozostałościowej (związków praktycznie nierozpuszczalnych). Również w osadzie ściekowym i osadzie dennym zawartość kadmu oznaczona we frakcjach wymienno-węglanowej, organiczno-siarczkowej oraz związków praktycznie nierozpuszczalnych po ekstrakcji metodą Tessiera nie pokryła się z wartościami uzyskanymi po ekstrakcji metodą BCR. Dotyczyło to także zawartości cynku i ołowiu we frakcji tlenków żelaza i manganu. Przyczynami rozbieżności uzyskanych wyników mogły być zarówno użyte ekstrahenty, jak i warunki prowadzenia ekstrakcji (różne reagenty, temperatura i czas). Potwierdza to, jak ważny jest dobór odpowiedniej metody ekstrakcji w zależności od celu prowadzonej analizy specjacyjnej i analizowanych form chemicznych metali ciężkich.

2

Frakcjonowanie metali ciężkich w osadach dennych i ściekowych z użyciem ekstrakcji sekwencyjnej

Dąbrowska L.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

581--587

PL

Przeprowadzono porównawcze badania frakcjonowania metali ciężkich (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr), wykorzystując ekstrakcję sekwencyjną stosowaną przez Tessiera oraz procedurę BCR. Materiałem badawczym były: osad ściekowy pochodzący z mechaniczno-biologicznej oczyszczalni ścieków komunalnych w Częstochowie oraz osad denny pobrany ze zbiornika zaporowego Poraj. Porównując wyniki, stwierdzono różny udział określonych form chemicznych metali ciężkich w całkowitej ich zawartości w badanych próbkach w zależności od zastosowanej procedury ekstrakcji. W osadzie ściekowym i osadzie dennym zawartość kadmu oznaczona we frakcjach wymienno-węglanowej, organiczno-siarczkowej oraz pozostałości (związków praktycznie nierozpuszczalnych) po ekstrakcji metodą Tessiera nie pokryła się z wartościami uzyskanymi po ekstrakcji metodą BCR. Dotyczyło to także zawartości cynku i ołowiu we frakcji tlenków żelaza i manganu. Przyczynami rozbieżności uzyskanych wyników mogły być zarówno użyte ekstrahenty, jak i warunki prowadzenia ekstrakcji (różne reagenty, temperatura i czas). Potwierdza to, jak ważny jest dobór odpowiedniej metody ekstrakcji w zależności od celu prowadzonej analizy specjacyjnej i analizowanych form chemicznych metali ciężkich.

EN

Comparison of heavy metal (Zn, Cu, Ni, Pb, Cd, Cr) fractionation methods was done. Two different sequential extraction methods were investigated: Tessier, and BCR method. For the experiment following materials were used: sewage sludge were collected from mechanical-biological municipal wastewater treatment plant located in Czestochowa, and bottom sediment from the Poraj Reservoir. After results comparison, it was stated that content of particular chemical forms of heavy metals in total amount in sewage sludge and bottom sediment vary depending on used extraction method. Also in sewage sludge and bottom sediment cadmium concentrations measured in exchangeable-carbonate, in organic-sulfide, and in residual (insoluble compounds) fractions after extraction according to Tessier method, did not equal to values obtained after use of BCR extraction method. This also applied to zinc and lead concentrations in iron and manganese oxides fraction. The discrepancy between the results could be explained with both: used extractants, and extraction conditions (different reagents, temperature, and time). The results point out how important is the choice of a proper extraction method depending on the aim of speciation analysis but also depending on the analyzed chemical forms of heavy metals.

3

Comparison of the sequential extraction methods for soil subjected to the long-term effect of sewage

Rauckyte-Żak T.

Proceedings of ECOpole

|

2015

|

Vol. 9, No. 2

489--497

EN

The collation and comparison of two sequential extraction procedures: 5-stage Tessier’s and less-known 4-stage Sposito’s for samples of soil treated with wastewaters from the low-tonnage vegetable and animals fats production were presented. The subject production of technological fats was carried out in a small oleochemical plant and the presented results are the continuation of the previous papers. The doses of wastewaters directed to fields used for testing were limited by total nitrogen concentration in the total batches not exceeding the threshold value of 170 kgN/ha · year. The experimental plots were sown in the consecutive years with vegetation such as: oat, rape, triticale and mustard, which were introduced to the examined soils in bulk in a form of a green fertilizer. In order to compare the changes taking place in time, the acreage of the fields used for testing was fertilized with the separately mixed raw wastewaters after their defatting and physicochemical pretreatement. Fertilization processes were carried out on regular basis once a year within the period of four years. The soil samples used for the analyses were taken from the surface layer from the experimental fields. The obtained results indicate the significant variability of changeability levels concerning exchangeable and residual fractions determined in accordance with the selected sequential extraction methods.

PL

Przedstawiono zestawienie i porównanie dwóch procedur ekstrakcji sekwencyjnej: 5-etapową Tessiera oraz mniej znaną 4-etapową Sposito dla próbek gleby traktowanej ściekami z małotonażowej produkcji tłuszczów roślinnych i zwierzęcych. Przedmiotowa produkcja technicznych tłuszczów była prowadzona przez mały zakład oleochemiczny, a prezentowane wyniki są kontynuacją dotychczasowych prac. Dawki ścieków kierowanych na poletka doświadczalne limitowano stężeniem azotu ogółem w łącznych porcjach nieprzekraczających granicznej ilości 170 kg N/ha·rok. Poletka testowe corocznie były obsiewane roślinnością, w kolejnych latach: owsem, rzepakiem, pszenżytem i gorczycą, które w formie zielonego nawozu były w całej masie wprowadzane do badanych gleb. Dla porównania zachodzących zmian w czasie, eksperymentalne areały nawożono oddzielnie mieszanymi ściekami surowymi po ich odtłuszczeniu i podczyszczonymi fizykochemicznie. Nawożenie prowadzono regularnie raz w roku w okresie czterech lat. Próbki gleby do analiz pobierano z powierzchniowej warstwy z poletek doświadczalnych. Uzyskane wyniki wskazują na znaczące zróżnicowanie poziomów zmienności frakcji jonowymiennych i pozostałych oznaczanych zgodnie z wytypowanymi metodykami ekstrakcji sekwencyjnej.

4

Porównanie procedur stosowanych do analizy specjacyjnej metali ciężkich w osadach ściekowych

Dąbrowska L.

Inżynieria i Ochrona Środowiska

|

2008

|

T. 11, nr 1

105-113

PL

O mobilności i biodostępności metalu ciężkiego decyduje forma jego występowania. W celu oznaczenia zawartości mobilnych form metalu wykonuje się analizę specjacyjną, polegającą na ekstrakcji sekwencyjnej reagentami o wzrastającej sile ługowania. Prezentowane w literaturze krytyki procedur dowodzą, że nie istnieje schemat ekstrakcji dający się zastosować do każdego badania specjacji metali ciężkich. Przeprowadzono porównawcze badania ekstrakcji metali ciężkich (Zn, Cu, Ni) z osadów ściekowych, wykorzystując procedury: zmodyfikowaną Tessiera, BCR oraz Rudda. Stosując powyższe metody, oceniono zawartość cynku, miedzi i niklu we frakcjach osadów pochodzących z oczyszczalni ścieków w Częstochowie i Dąbrowie Górniczej. Stwierdzono dużą rozbieżność wyników uzyskanych przy zastosowaniu wybranych procedur, dotyczącą zawartości cynku w poszczególnych frakcjach osadu, mniejszą w przypadku miedzi i niklu. Wskazano na przyczyny tych rozbieżności, dotyczące rodzaju wykorzystanych ekstrahentów i warunków prowadzenia ekstrakcji.

EN

The forms of heavy metals in sewage sludge determine their mobility and bioavailability. In order to determine the mobile fractions of heavy metals speciation is usually carried out by means of sequential extraction procedures using diverse reagents with an increasing leaching strength. To-date however, no procedure and no reagents are claimed to be universal for general use. A comparison was made of a number of extraction procedures of Zn, Cu, Ni from sewage sludge coming from two municipal wastewater treatment plants in: Częstochowa and Dąbrowa Górnicza, including the modified Tessier, BCR and Rudd methods. A substantial difference of Zn contents in particular fractions of sewage sludge was observed depending on the extraction scheme used, compared to somewhat lower for Cu and Ni. The main reasons for these differences were due to types of reagents and conditions of extraction procedures.