Chemická stabilizace kovů pomocí pevných sorbentů

Klára Štefancová

Bachelor's thesis

Chemical stabilization of metals using solid sorbents

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá studiem sorpce rizikových (toxických) kovů na pevné materiály (ferrihydrit a křemen). V teoretické části této práce byly poskytnuty informace týkající se kontaminovaných půd rizikovými (toxickými) kovy a možnosti snížení nebo odstranění těchto kontaminantů z půdy pomocí remediačních technologií, kam se řadí i metoda chemické stabilizace kovů. V experimentální části této práce byly popsány výsledky experimentu, který se zabýval sorpcí zinku na pevné materiály (ferrihydrit a křemen) při použití různých koncentrací zinku (10-4 M, 10-5 M a 10-6 M), elektrolytů (10-1 M, 10-2 M a 10-3 M NaNO3) a při různých hodnotách pH (3-10). Navíc byl popsán proces precipitace probíhající za stejných podmínek bez přidání pevného materiálu. Byly získány charakteristické adsorpční hrany (závislost adsorbovaného množství na pH), přičemž u ferrihydritu byl tvar křivek téměř stejný, naopak u křemene byly patrné výkyvy hodnot. Sorpce zinku na ferrihydrit probíhala při různých koncentracích zinku a elektrolytu NaNO3 obdobně pouze s malými rozdíly. Bylo patrné, že adsorpce má v případě ferrihydritu větší vliv než precipitace. Na základě tvaru křivek v grafech a jejich posunu bylo vyhodnoceno, že hlavním adsorpčním mechanismem je chemická adsorpce. Naopak sorpce zinku na křemen probíhala při různých koncentracích zinku a elektrolytu NaNO3 rozdílně, zároveň však bylo pozorováno, že při vyšších koncentracích zinku byly křivky adsorpce a precipitace téměř totožné, tudíž byla převládajícím mechanismem precipitace. Ve srovnání s křemenem se ferrihydrit jeví jako efektivnější sorbent zinku.

Abstract:

This bachelor´s thesis deals with the study of sorption of hazardous (toxic) metals on solid materials (ferrihydrite and quartz). The theoretical part of this thesis provided information on contaminated soils with hazardous (toxic) metals and the possibility of reduction or removal of these contaminants from the soil by means of remediation technologies, including the method of chemical stabilization of metals. In the experimental part of this thesis, the results of the experiment were described, which involved zinc sorption on solid materials (ferrihydrite and quartz) using different concentrations of zinc (10-4 M, 10-5 M and 10-6 M), electrolytes (10-1 M, 10-2 M and 10-3 M NaNO3) and different pH values (3-10). Moreover, the precipitation process under the same conditions without the addition of solid material was described. Characteristic adsorption edges were obtained (the dependence of the adsorbed amount of zinc on pH), while ferrihydrite had a similar curved shape in the graphs, on the contrary, the fluctuations in the values of quartz were evident. Zinc sorption onto ferrihydrite occurred at different concentrations of zinc and NaNO3 electrolyte similarly with small differences. It was evident that the adsorption influenced the whole mechanism more than the precipitation. Based on the curved shape in the graphs and their movement, it was evaluated that the main adsorption mechanism was the chemical adsorption. On the contrary, the sorption of zinc on quartz occurred at different concentrations of zinc and electrolytes NaNO3 differently, moreover, it was evident that at higher zinc concentrations the curves corresponded to the precipitation and the adsorption were almost similar, therefore, the predominate mechanism was the precipitation. Compared to quartz, ferrihydrite appears as a more effective zinc sorbent.

Keywords

chemická stabilizace, zinek, ferrihydrid, křemen

Keywords

chemical stabilization, zinc, ferrihydrite, quartz

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 24. 4. 2018

Thesis defence

• Supervisor: Ing. Barbora Hudcová

Czech University of Life Sciences Prague

Faculty of Environmental Sciences

Bachelor programme / field:
Landscaping / Landscape Technical and Administration Services