Využití oxidů Fe a Mn pro stabilizaci As v kontaminované půdě. Ing. Zuzana Michálková, doc. RNDr. Michael Komárek, Ph.D.

HTML
DOWNLOAD

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Využití oxidů Fe a Mn pro stabilizaci As v kontaminované půdě. Ing. Zuzana Michálková, doc. RNDr. Michael Komárek, Ph.D."

Daniel Havlíček
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Využití oxidů Fe a Mn pro stabilizaci As v kontaminované půdě Ing. Zuzana Michálková, doc. RNDr. Michael Komárek, Ph.D.

2 Oxidy Fe a Mn N

3 Oxidy Fe a Mn 1 µm 1 µm 1 µm Nanomaghemit Nanomagnetit Amorfní oxid Mn N

4 Oxidy Fe a Mn 1 µm 1 µm 1 µm Nanomaghemit Nanomagnetit Amorfní oxid Mn N Obecně dobré sorbenty pro As Vysoké ph zpc Vyšší specifický povrch v nanoměřítku

5 Oxidy Fe a Mn 1 µm 1 µm 1 µm Nanomaghemit Nanomagnetit Amorfní oxid Mn N Obecně dobré sorbenty pro As Vysoké ph zpc Vyšší specifický povrch v nanoměřítku Řádově vyšší sorpční kapacita pro kovy (Cd, Cu, Zn, Pb) Neobvykle vysoké ph zpc (~8)

6 Experimentální postup Syntéza a charakterizace sorbentů

7 Experimentální postup Syntéza a charakterizace sorbentů Studium mechanismu adsorpce As(V) na čisté materiály Kinetika sorpce Adsorpční izotermy XPS studie

8 Experimentální postup Syntéza a charakterizace sorbentů Studium mechanismu adsorpce As(V) na čisté materiály Imobilizace As v kontaminované půdě Kinetika sorpce Adsorpční izotermy XPS studie Inkubace v kontaminované půdě ph-statické loužící testy

9 Syntéza a vlastnosti oxidů Amorfní oxid Mn (AMO) modifikovaná příprava birnessitu Nanomaghemit (Fe III) + Nanomagnetit (Fe II,III) zakoupeno od firmy Sigma Aldrich Chemický Velikost ph ph zpc BET vzorec částic (nm) (m 2 g -1 ) AMO MnO Fe III γ-fe 2 O Fe II,III Fe 3 O

10 % sorbováno Adsorpce C = 1 mg/l As(V).1M NaNO Kinetika sorpce As(V), ph Čas (hod) Nanomaghemit Nanomagnetit Amorfní oxid Mn

11 As (mg/g) As (mg/g) Adsorpce Nanomaghemit (Fe III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Nanomagnetit (Fe II,III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Modelovaná maximální sorpční kapacita (mg/g) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Fe III Fe II,III

12 As (mg/g) As (mg/g) Adsorpce Nanomaghemit (Fe III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Nanomagnetit (Fe II,III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Modelovaná maximální sorpční kapacita (mg/g) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Fe III Fe II,III

13 As (mg/g) As (mg/g) As (mg/g) Adsorpce Nanomaghemit (Fe III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Amorfní oxid Mn (AMO) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Nanomagnetit (Fe II,III) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 As (mg/l) Modelovaná maximální sorpční kapacita (mg/g) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Fe III Fe II,III AMO

14 As (mg/g) As (mg/g) As (mg/g) Adsorpce Nanomaghemit (Fe III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Amorfní oxid Mn (AMO) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Nanomagnetit (Fe II,III) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 As (mg/l) Modelovaná maximální sorpční kapacita (mg/g) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Fe III Fe II,III AMO

15 As (mg/g) % AMO rozpuštěno As (mg/g) As (mg/g) Adsorpce Nanomaghemit (Fe III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Amorfní oxid Mn (AMO) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Nanomagnetit (Fe II,III) As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph Rozpouštění AMO As (mg/l) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Modelovaná maximální sorpční kapacita (mg/g) ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph 8 Fe III Fe II,III AMO

16 Adsorpce XPS analýza Specifická adsorpce As(V) na povrch amorfního oxidu Mn (AMO)

17 Adsorpce XPS analýza AMO: v rámci materiálů na bázi Mn extrémně vysoká adsorpční kapacita pro As Specifická adsorpce As(V) na povrch amorfního oxidu Mn (AMO) Relativně velký specifický povrch (157 m 2 /g) Neobvykle vysoké ph zpc

18 Inkubace v kontaminovaných půdách Fluvizem Kambizem Černozem ph H2O ph KCl Původ kontaminace antropogenní geogenní umělá Celkové koncentrace kovů (mg kg -1 ) (n = 3) As 332 ± ± ± 9 Pb 4234 ± ± ±.1 Cd 42 ± ± ±.1 Zn 417 ± ± 7 86 ± 3 Fe ± ± ± 1117 Mn 4785 ± ± ± 18

19 Inkubace v kontaminovaných půdách 1 týden 4 týdny 8 týdnů

20 Inkubace v kontaminovaných půdách Amorfní oxid Mn (AMO) nejefektivnější pro stabilizaci As v uměle kontaminované půdě 1 týden 4 týdny 8 týdnů

půdě 1 týden 4 týdny 8 týdnů Amorfní oxid Mn (AMO)

21 Inkubace v kontaminovaných půdách Amorfní oxid Mn (AMO) nejefektivnější pro stabilizaci As v uměle kontaminované půdě 1 týden 4 týdny 8 týdnů Amorfní oxid Mn (AMO) nejefektivnější též pro stabilizaci Zn a Cd v antropogenně kontaminované půdě

22 ph-statický loužící experiment ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph natur

23 ph-statický loužící experiment Amorfní oxid Mn (AMO) nejefektivnější pro stabilizaci As v uměle kontaminované půdě ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph natur

24 ph-statický loužící experiment Amorfní oxid Mn (AMO) nejefektivnější pro stabilizaci As v uměle kontaminované půdě Významné rozpouštění v podmínkách nižšího ph ph 4 ph 5 ph 6 ph 7 ph natur

25 Závěr Amorfní oxid Mn (AMO) má významnou Tu sorpční kapacitu pro As(V), která roste s ph ideální, As v alkalických Tu podmínkách mobilnější

26 Závěr Amorfní oxid Mn (AMO) má významnou Tu sorpční kapacitu pro As(V), která roste s ph ideální, As v alkalických Tu podmínkách mobilnější AMO byl efektivní i při imobilizaci As přímo v Tu kontaminovaných půdách

27 Závěr Amorfní oxid Mn (AMO) má významnou Tu sorpční kapacitu pro As(V), která roste s ph ideální, As v alkalických Tu podmínkách mobilnější AMO byl efektivní i při imobilizaci As přímo v Tu kontaminovaných půdách Tu Potenciální nedostatek vyšší rozpustnost v kyselém ph, nehraje v alkalických půdách takovou roli

28 Poděkování školiteli doc. RNDr. Michaelu Komárkovi, Ph.D. kolegům z katedry geoenvironmentálních věd Tu Grantové agentuře České republiky (projekt GAČR S) Tu Grantové agentuře České zemědělské univerzity (projekt CIGA )

29 Děkuji za pozornost Tu

Podobné dokumenty

Aplikace nano-sorbentů pro stabilizaci Pb a Zn v kontaminované půdě

Aplikace nano-sorbentů pro stabilizaci Pb a Zn v kontaminované půdě Martina Vítková, Z. Michálková, L. Trakal, M. Komárek Katedra geoenvironmentálních věd, Fakulta životního prostředí, Česká zemědělská